馬克斯普朗克醫(yī)學(xué)研究所(Max Planck Institute for Medical Research) Stefan Hell以及歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室(European Molecular Biology Laboratory ( EMBL))Jonas Ries等研究人員分別通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化MINFLUX超分辨成像技術(shù)(分別引入干涉條紋與優(yōu)化成像參數(shù)),只用常規(guī)小分子染料標(biāo)記,便實(shí)現(xiàn)了納米級(jí)空間分辨、毫秒級(jí)時(shí)間分辨得蛋白運(yùn)動(dòng)成像(1–3)。
Stefan Hell等用優(yōu)化得MINFLUX,結(jié)合在蛋白不同位置得標(biāo)記,以及調(diào)節(jié)ATP濃度與水解速率,在體外詳細(xì)解析了動(dòng)力蛋白- kinesin-1在微管上運(yùn)動(dòng)得步伐大小、構(gòu)象變化、及其在ATP結(jié)合以及水解時(shí)與微管結(jié)合狀態(tài)(2)。
圖1:引入干涉MINFLUX超分辨成像解析kinesin-1構(gòu)象變化與運(yùn)動(dòng)方式(2)。
Jonas Ries等則用優(yōu)化得MINFLUX,進(jìn)一步在活細(xì)胞3D追蹤了kinesin-1蛋白得步伐大小與運(yùn)動(dòng)模式(3)。
圖2:參數(shù)優(yōu)化得MINFLUX超分辨成像細(xì)胞內(nèi)3D追蹤kinesin-1運(yùn)動(dòng)(3)。
以上工作2023年3月10日發(fā)表在Science;研究人員表示這些工作說(shuō)明MINFLUX成像技術(shù)可以研究蛋白毫秒級(jí)得構(gòu)象變化;將來(lái)在不損失時(shí)空分辨率得條件下引入多色標(biāo)記,可以進(jìn)一步解析蛋白工作與調(diào)節(jié)得原理(2, 3)。
Comment(s):
很有前景得技術(shù),畢竟可以做到細(xì)胞內(nèi)“輕標(biāo)記”得蛋白動(dòng)態(tài)解析。
就像文中提到得,保持時(shí)空分辨做到多色是一個(gè)重要發(fā)展方向,這需要目標(biāo)驅(qū)動(dòng)得染料與光路協(xié)同開(kāi)發(fā)優(yōu)化調(diào)整。
參考文獻(xiàn):
1. I. C. Clark et al., Barcoded viral tracing of single-cell interactions in central nervous system inflammation. Science (80-. ). 372 (2021), doi:10.1126/science.abf1230.
2. J. O. Wolff et al., MINFLUX dissects the unimpeded walking of kinesin-1. Science. 379, 1004–1010 (2023).
3. T. Deguchi et al., Direct observation of motor protein stepping in living cells using MINFLUX. Science.379, 1010–1015 (2023).
原文鏈接:
特別science.org/doi/10.1126/science.ade2650
特別science.org/doi/10.1126/science.ade2676