一个新的发光电子显微镜

发光的绿色分子被称为绿色荧光蛋白(GFP)分子生物学发生了革命性变化。当GFP附加到特定的细胞内蛋白,科学家使用荧光显微镜可以很容易地识别和定位它。然而,GFP不能使用电子显微镜,提供更高的分辨率比荧光显微镜。

化学家从麻省理工学院已经设计了GFP等效电子显微镜——一个标签,允许科学家标签和可视化蛋白质以前所未有的清晰。

“事情可能出现只有几个像素通过荧光显微镜——例如,线粒体——你可以不出任何的内部特性。但随着电子显微镜很容易分辨出错综复杂的内部结构,”杰夫•马爹利说化学在麻省理工学院和研究生论文的第一作者描述了新的标签在10月21日在线版的自然生物技术。

新标签可以帮助科学家确定的位置很多细胞蛋白质,这些蛋白质提供新的见解的功能,根据研究人员。

提高对自然

被称为顶点,新的标签类似于天然蛋白质,尝试为电子显微镜成像的标签。辣根过氧化物酶(合)是一个常用的标签,但是它只能在几个隔间的细胞。其他最近发达标签工作使用,但在技术上具有挑战性的,因为它们需要光照耀在沸腾的样本和氧气。

改进这些方法,研究者们开始与合类似一种蛋白质,叫做抗坏血酸盐过氧化物酶(APX型)。APX型比合更通用的,因为它可以功能细胞的胞质内,在主细胞的腔。

合和APX型属于一个类的酶称为氧化酵素,移去一个电子和一个质子和其他分子的过程称为氧化。每个过氧化物酶都有不同的目标,和合的一个主要目标是一个分子称为轻拍,当氧化可以可视化的电子显微镜。研究人员转基因APX型,这样它也将目标轻拍。

使用这个新顶点标记(“工程APX型”),研究人员提供,变成一个活细胞,小环包含顶点的DNA的基因与蛋白质的基因,他们计划的形象。细胞产生的靶蛋白,蛋白质绑定到顶点。

接下来,研究人员需要提供轻拍,这不是正常细胞中发现的。这个交付过程中发生“修复”,或稳定的细胞,必须完成才可以用电子显微镜成像。

APEX蛋白质氧化轻拍,它生成自由基,迅速聚集到焦油聚合物。聚合物可以通过电子显微镜发现,允许研究人员精确定位目标蛋白质的位置。

一个生物问题解决

为了演示他们的新标签的有效性,研究人员开始着手解决一个悬而未决的问题关于钙通道蛋白的位置发现了去年。两个研究小组发现了蛋白质和报道,位于线粒体,但他们有冲突的理论其精确位置和取向。使用新的成像技术,实地团队标记的蛋白质和确定嵌入内线粒体膜和面临到最里面的线粒体的一部分,线粒体基质。

团队还显示,新的标签可以标签蛋白在细胞内,不仅线粒体也在细胞核、内质网和胞质。

马爹利和爱丽丝Ting,理查兹艾伦吞下化学副教授麻省理工学院和高级自然生物技术论文的作者之一,发明了新技术。其他作者帮助测试标签和探索生物应用程序是马克Ellisman托马斯·迪林克拍摄和吉娜Sosinsky加州大学圣地亚哥分校的Yasemin Sancak和来自哈佛医学院的研究,和托马斯·波勒斯加州大学欧文分校的。

Ting和马爹利在成像技术申请了专利,现在致力于使顶点分子更稳定,能够更好地结合血红素(一个铁原子嵌入一种有机化合物),这是必要的正常运转。

这项研究是由美国国立卫生研究院资助的。