Nature Methods：評估熒光蛋白的光激活效率
日期：2014-01-08 09:15:06
光控的熒光探針，是對局部進行超高分辨率顯微分析的核心。其中，熒光蛋白可以通過基因編碼，實現與目的蛋白的1:1標記。所以，熒光蛋白探針特別適合于單分子計數。
近日，ICFO的科學家們首次在單分子水平上，確定了多個熒光蛋白的光激活效率，這一參數對于單分子計數非常重要。文章發表在一月五日的Nature Methods雜志上。
有時，蛋白必須以“寡聚體”形式行使功能，而某些蛋白的“寡聚化”會引發疾病。因此，在納米尺度上分析蛋白的組織形式，是理解蛋白功能的基礎，有助于展現正常細胞和患病細胞之間的差異。許多研究者致力于對蛋白進行分子定量，監控單體、二聚體和多聚體蛋白之間的平衡。
Dr. Melike Lakadamyali領導研究團隊，對所有已知的“不可逆光控熒光蛋白”，進行了光激活效率的檢測，為蛋白的分子定量，提供了相當詳細的參考框架。他們用爪蟾卵母細胞表達的人類甘氨酸受體作為納米模板，對多種熒光蛋白進行分析，確定了被光激活的蛋白比率。
“分子計數”的實現，依賴于光激活的熒光蛋白，以及超高分辨率的顯微鏡。這些熒光蛋白受到（激光）照射時，會由暗變亮。人們可以通過超高分辨率顯微鏡，激活、成像和跟蹤基因編碼的熒光蛋白，以展現細胞內的蛋白活動。
這樣的成像方案，理論上可以對目標蛋白進行分子定量。但實際上，將熒光蛋白的數量與真實蛋白聯系起來并不容易。這一問題的首要原因是，人們并不確定，在激光照射時是否所有的熒光蛋白都發光。如果一部分探針光激活失敗，就無法出現在圖像上，導致計數時遺漏部分數據。
研究人員在光激活效率和一些其他因素（如熒光閃爍）的基礎上，確定了最適合進行分子計數的熒光蛋白。研究顯示，沒有哪種熒光蛋白是完美的，絕大多數熒光蛋白有50%的失敗率。研究人員強調，將光激活效率納入考慮，對于正確解讀定量信息非常重要。
Dr. Lakadamyali指出，“目前人們只能用不完美的熒光蛋白進行研究，同時在定量蛋白時注意這種限制。不過，我們開發了鑒定光激活效率的可靠方法。日后在設計熒光蛋白時，可以通過這種方法優化參數，生成更適合超高分辨率分子計數的探針。”
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