用顏色顯現細胞中蛋白間“小動作”

科技日報多倫多1月26日電(記者馮衛東)據26日出版的《自然·方法學》報道，活細胞中蛋白間相互作用的檢測和成像將變得更加豐富多彩，這要歸功于加拿大科學家開發出的一種新技術。這種新方法可將生化過程轉換為更易可視化的顏色變化，從而為細胞生物學家和神經學家提供了一種新工具，以幫助其解決從細胞生物學基本機制到精神疾病根源，乃至開發新穎療法等方面的問題。

蛋白基本上控制著細胞中所有的生物過程，雖然蛋白有時也會單獨行動，但其最平常的行為就是與其他蛋白相互作用以執行其正常的生物功能。檢測蛋白間相互作用的關鍵是理解細胞中的正常和異常功能。

阿爾伯塔大學化學家羅伯特·坎貝爾開發出一種被稱為FPX的新技術，可利用基因編碼的熒光蛋白對活細胞和組織中的動態生化事件進行成像。FPX技術可將蛋白間相互作用的變化轉換成即時可見的從綠到紅(或反之亦然)的顏色變化。坎貝爾稱，可將熒光蛋白變換成細胞內生物化學過程的活性生物傳感器的現有方法不僅數量很少，在技術上也具有挑戰性。新技術可在細胞水平上對蛋白間活性過程進行即時成像，從而為現有檢測和成像方法提供一種替代。

FPX技術基于坎貝爾團隊之前發現的綠色和紅色的二聚化依賴的熒光蛋白(ddFPs)。2012年，該大學博士生丁怡丹(音譯)首次發現，在單細胞中組合使用綠色和紅色ddFPs，可使蛋白同時變為綠色或紅色(二者之一)。將改性蛋白引入活細胞，并利用綠色和紅色熒光互斥的優點，丁怡丹構建了多種生物傳感器，其在響應所關注的生化過程時可展現出明顯的熒光變化。

通過添加熒光蛋白這個新維度，并將其設計成可對特定生物事件作出顏色變化響應的生物傳感器，坎貝爾團隊的新技術為研究人員提供了可在細胞層級即時發現重大變化的工具，最大限度地減少了各種生物傳感器的優化過程，并為構建下一代生物傳感器提供了一種通用技術。坎貝爾表示，該項新技術具有廣泛的應用范圍，其與細胞生物學基礎研究及其藥物發現等實際應用直接相關，最終將有助于研究人員在神經科學、糖尿病和癌癥等生命科學領域取得突破。

總編輯圈點

科學家利用蛋白酶的高靈敏性和特異性來識別功能物質，這絕對稱得上是一次偉大創造力的實踐，這種擁有非常強的選擇性的物質反應讓生物傳感大大減小了誤檢的可能性。這一次，加拿大的科學家將檢測結果轉換成即時可見的色彩成像，讓我們更加清晰地看到活細胞中蛋白質間的“小動作”。現代傳感技術的手段越來越豐富，人們利用生物質傳感所得到的信息也更加多元，我們期望在未來基于這項技術會有更多的實際應用涌現出來，讓科技真正改變人們的生活。