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荧光蛋白mMaroon1能可视化活细胞发育周期的“盲区”

来源:生物探索 作者:编辑 人气: 发布时间:2016-11-02
摘要:G1期(first gap):从有丝分裂到DNA复制前的一段时期,又称合成前期,此期主要合成RNA和核糖体。该期特点是物质代谢活跃,迅速合成RNA和蛋白质,细胞体积显著增大。这一期的主要意义在于为下阶段S期的DNA复制作好物质和能量的准备。 S期(synthesis):即DN

 

G1期(first gap):从有丝分裂到DNA复制前的一段时期,又称合成前期,此期主要合成RNA和核糖体。该期特点是物质代谢活跃,迅速合成RNA和蛋白质,细胞体积显著增大。这一期的主要意义在于为下阶段S期的DNA复制作好物质和能量的准备。

 

S期(synthesis):即DNA合成期,在此期,除了合成DNA外,同时还要合成组蛋白。DNA复制所需要的酶都在这一时期合成。

 

G2期(second gap)期为DNA合成后期,是有丝分裂的准备期。在这一时期,DNA合成终止,大量合成RNA及蛋白质,包括微管蛋白和促成熟因子等。

 

M期:细胞分裂期。

 

细胞的生命是一个持续更新、持续从头开始的过程。从它的母细胞分裂开始,到它的子细胞形成或细胞自身死亡结束。而细胞周期(cell cycle)就是指从一次细胞分裂形成子细胞开始,到下一次细胞分裂形成子细胞为止所经历的过程。其中,细胞在这种前期、生长、DNA复制和分裂等阶段间循环会依次经历G1期、S期、G2期和M期。

 

一直以来,区分细胞这4个阶段并非易事,因为要同时对来自许多不同报告蛋白(作为报告基因的蛋白)的信号进行成像,在技术上是非常困难的,先前的系统只能简单区分4个阶段中的3个。其中S期到G2期一直是科学家观察4个细胞周期的“盲区”。

 

fucci4,用于可视化的细胞4周期的报告系统

 

为了克服这一限制,美国斯坦福大学研究人员Michael Z Lin团队开发了一种名为mMaroon1的荧光蛋白,其荧光位于可见光谱远红端,能同时与青绿、绿色和橙色荧光蛋白成像。

 

 

研究团队使用这种远红报告蛋白来标记一种标志着S期(DNA复制)到G2期(细胞生长)过渡期的蛋白,从而区分出了细胞周期的所有阶段。

 

这项实验主要包括:细胞克隆 ;诱变与文库筛选;结构建模;荧光蛋白表征; 细胞培养和病毒生产;哺乳动物细胞中Maroon亮度变化对比;融合蛋白的成像;四色成像; SLBP成像和PCNA时间制;细胞周期分布分析;统计分析以及对fucci4系统进行快照和延时成像。

 

在这个试验中,荧光蛋白mMaroon1起到了关键作用,它奇异般地“点亮”生物分子或细胞,显示出生物分子的活动情况,进一步帮助我们理解这些分子或细胞的活动规律和本质。

 

透过这一技术,科学家或能改进对细胞周期及其调控的表征,开发出针对肿瘤细胞的新型治疗手段。

作者:编辑

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