近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院合成生物學(xué)研究所副研究員陳明海和中科院生物物理研究所研究員、深圳先進(jìn)院合成所客座研究員張先恩創(chuàng)建了一種串聯(lián)雙分子熒光互補(bǔ)方法，基于光敏色素蛋白IFP2.0，合成熒光增強(qiáng)型近紅外分子生物傳感系統(tǒng)，使活體內(nèi)和活細(xì)胞中蛋白質(zhì)強(qiáng)相互作用、弱相互作用信號(hào)分別增強(qiáng)1.48和400倍，相關(guān)研究成果以A tandem near-infrared fluorescence complementation system with enhanced fluorescence for imaging protein–protein interactions in vivo為題，發(fā)表在Biomaterials上。

蛋白質(zhì)之間相互作用驅(qū)動(dòng)眾多的生物學(xué)過(guò)程，如基因調(diào)控、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、生物大分子合成與轉(zhuǎn)運(yùn)等。監(jiān)測(cè)活體或細(xì)胞中的蛋白質(zhì)相互作用成為解析生物學(xué)過(guò)程和理解疾病發(fā)生發(fā)展機(jī)理的一種基本手段。雙分子熒光互補(bǔ)系統(tǒng)（BiFC）廣泛用于相關(guān)研究，但早期發(fā)展的BiFC主要是基于綠色熒光蛋白（GFP），在此波段范圍，存在兩個(gè)問(wèn)題：一是許多細(xì)胞能產(chǎn)生較強(qiáng)的背景熒光；二是生物組織對(duì)熒光信號(hào)有比較強(qiáng)的吸收。研究團(tuán)隊(duì)隨后發(fā)展了一系列紅色、遠(yuǎn)紅和近紅外BiFC，但光量子產(chǎn)率不同程度下降。針對(duì)這些問(wèn)題，該研究以近紅外光敏色素蛋白IFP2.0為材料，通過(guò)串聯(lián)構(gòu)建的方式，發(fā)展了熒光互補(bǔ)效率顯著提高的近紅外串聯(lián)熒光互補(bǔ)系統(tǒng)（tBiFC）。與已有的近紅外熒光互補(bǔ)系統(tǒng)相比，此tBiFC系統(tǒng)在動(dòng)物活體和活細(xì)胞內(nèi)成像蛋白質(zhì)相互作用（強(qiáng)相互作用、弱相互作用）時(shí)，熒光信號(hào)強(qiáng)度分別增加了1.48和400倍。該新方法有利于活細(xì)胞和活體內(nèi)蛋白質(zhì)相互作用研究。

論文第一作者為陳明海，論文通訊作者為張先恩。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)和深圳合成生物學(xué)創(chuàng)新研究院等的支持。

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基于近紅外光敏色素蛋白IFP2.0的BiFC和tBiFC系統(tǒng)構(gòu)建策略圖