Biomaterials | 荧光增强型串联近红外荧光互补系统为活体内蛋白质相互作用研究提供有力工具_合成生物

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Biomaterials | 荧光增强型串联近红外荧光互补系统为活体内蛋白质相互作用研究提供有力工具

发布时间 2020-12-02 14:02点击次数 166次

近日,中科院深圳先进技术研究院(SIAT)合成生物学研究所陈明海博士和中科院生物物理所研究员、SIAT合成生物学研究所客座研究员张先恩创建了一种串联双分子荧光互补方法,基于光敏色素蛋白IFP2.0,合成荧光增强型近红外分子生物传感系统,使活体内和活细胞中蛋白质强相互作用、弱相互作用信号分别增强1.48和400倍,相关研究成果以“A tandem near-infrared fluorescence complementation system with enhanced fluorescence for imaging protein–protein interactions in vivo”为题发表于Biomaterials(https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120544)。陈明海为第一作者,张先恩为通讯作者。


蛋白质之间相互作用驱动众多的生物学过程,如基因调控、细胞信号转导、生物大分子合成与转运等。监测活体或细胞中的蛋白质相互作用成为解析生物学过程和理解疾病发生发展机理的一种基本手段。双分子荧光互补系统(BiFC)广泛用于相关研究。但早期发展的BiFC主要是基于绿色荧光蛋白(GFP),在此波段范围,存在两个问题,一是许多细胞能产生较强的背景荧光;二是生物组织对荧光信号有比较强的吸收。作者团队随后发展了一系列红色、远红和近红外BiFC,但光量子产率不同程度下降。针对这些问题,本研究以近红外光敏色素蛋白IFP2.0为材料,通过串联构建的方式,发展了荧光互补效率显著提高的近红外串联荧光互补系统(tBiFC)。与已有的近红外荧光互补系统进行比较,此tBiFC系统在动物活体和活细胞内成像蛋白质相互作用(强相互作用、弱相互作用)时荧光信号强度分别增加了1.48和400倍。该新方法十分有利于活细胞和活体内蛋白质相互作用研究。

图1:基于近红外光敏色素蛋白IFP2.0的BiFC和tBiFC系统构建策略图


该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院战略先导计划、深圳合成生物学创新研究院等项目支持。


中科院深圳先进技术研究院合成生物学研究所与中科院生物物理所联合研究组致力于合成生物学、生物传感与细胞分子影像交叉研究,并用于研究病毒学、肿瘤学和细胞生物学基本问题。