生命科學學院孫育杰課題組率先實現(xiàn)在亞衍射細胞空間觀察和追蹤蛋白相互作用

時間：2014-09-18 11:04  作者：  來源：生命科學學院

生命科學學院孫育杰課題組近日在《自然 通訊》（Nature Communications）在線發(fā)表題為“Super-resolution imaging and tracking of protein–protein interactions in sub-diffraction cellular space”的文章，報道了其最新研發(fā)的觀測蛋白相互作用的成像技術(shù)雙分子熒光互補—光激活定位顯微術(shù)（BiFC-PALM），及其在揭示蛋白—蛋白相互作用在亞衍射細胞空間分布和運動規(guī)律方面的應用。

直接觀測活細胞內(nèi)蛋白—蛋白相互作用極其重要但技術(shù)方面非常困難，這主要是由于沒有相互作用的蛋白會帶來極強的背景干擾。超分辨成像雖然突破了衍射極限，但是雙色超分辨成像依然受此干擾的制約而不能準確識別分子間相互作用以及對其動態(tài)過程的追蹤。

孫育杰課題組報道了一種結(jié)合雙分子熒光互補（BiFC）和光激活定位成像（PALM）的方法。該方法借助由特異的蛋白相互作用互補形成的光轉(zhuǎn)換熒光蛋白mEos 3.2，通過光激活定位成像實現(xiàn)了活細胞內(nèi)特異的超高分辨蛋白—蛋白相互作用的觀察，將空間分辨率由傳統(tǒng)熒光成像的200納米左右推進到了約25納米，并且實現(xiàn)了單蛋白對的實時追蹤并達到了20毫秒的時間分辨率。

該課題組應用此方法研究大腸桿菌內(nèi)高豐度蛋白細菌骨架蛋白MreB和翻譯延伸因子EF-Tu的相互作用，并觀察到了極為有趣的依賴于亞細胞定位的運動模式。揭示了MreB–EFTu互作在細菌形態(tài)維持方面的重要作用。這也是第一次實現(xiàn)在亞衍射極限內(nèi)觀察高密度的蛋白—蛋白相互作用。

該方法無論是在研究蛋白—蛋白相互作用方面還是超分辨成像方面都具有非常好的原創(chuàng)性，并為此方向相關(guān)研究提供了極大的便利。

論文的第一作者是生命科學學院生物動態(tài)光學成像中心博士研究生劉振，論文的通訊作者是生命科學學院生物動態(tài)光學成像中心研究員孫育杰。