科研进展

基于多肽的微管成像探针

    

微管是一种在进化上十分保守的细胞骨架成分,具有高度的动态性。微管动态性是其功能多样性的基础,对于细胞分裂、细胞运动等细胞活动至关重要。微管动态结构与功能的异常与许多人类重大疾病密切相关。因此,实时定量分析微管的动态行为对于深入理解微管相关细胞活动及疾病至关重要。

基于微管药物的小分子化合物探针,目前被广泛用于微管成像,但是这些探针对微管的动态性有一定的干扰,无法精确分析微管的动态行为和功能。另外,体外微管组装是研究微管动态行为和微管相关蛋白功能的最重要手段之一,但是由于微管蛋白的荧光标记得率很低,极大地限制了利用稀有的样本进行微管动态性分析。

2022年8月2日,周军团队联合清华大学梁鑫团队在Analytical Chemistry在线发表了题为“TUBright: A Peptide Probe for Imaging Microtubules”的研究论文。该研究开发了一种基于多肽的微管成像探针,可在全内反射荧光成像(TIRF)系统中方便地用于体外组装微管的成像分析。

该研究首先利用噬菌体多肽文库,筛选到了多个特异性结合微管的多肽序列,进而对候选多肽进行了亲和力分析和优化,最终获得了能够特异性结合微管的探针,并将之命名为TUBright。TUBright具有如下优点:1.合成方便,荧光染料可自由选择;2.种属兼容性好,可标记不同种属来源的微管;3.信噪比高,抗光漂白性好;4.能够可逆地标记微管,方便用于洗脱后的微管重标记;5.不干扰微管的动态行为及微管结合蛋白的功能。因此,TUBright是一种实用的微管成像工具,使得利用有限的微管蛋白来研究微管相关问题成为可能。

谢松波教授、李敬瑞博士和孙爽博士是本文的并列第一作者,谢松波教授、梁鑫副教授和周军教授是本文的共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。中国科学院分子细胞科学卓越创新中心朱学良研究员对该研究给予了支持。