RIKEN 化学家开发的下一代绿色荧光蛋白可以揭示迄今未见的细胞内微妙的细胞结构和动态过程。

绿色荧光蛋白广泛应用于生物研究中，用于在荧光显微镜中照亮感兴趣的结构。当受到蓝色或紫外线照射时，它们会发出绿光。

此前，日本理化学研究所脑科学中心的 Atsushi Miyawaki 和他的同事从一种微小的日本水母产生的天然荧光蛋白中提取出一种绿色荧光蛋白。它克服了绿色荧光蛋白的一个常见问题，即在活细胞荧光成像中使用的强光或长时间照明下它们会变得更暗。

研究小组将其命名为StayGold，用绿色荧光蛋白标记的细胞蛋白可以在较长的时间内在活细胞内进行追踪。“它是一种高度明亮且光稳定的绿色荧光蛋白，”宫胁说。“这使得它对于以增强的分辨率和长时间对细胞中的各种成分进行成像非常有用。”

然而，最初的 StayGold 的一个局限性是它倾向于配对并形成二聚体，即由两个相同的结构单元或单体组成的分子。这可能会导致某些蛋白质出现问题。

“二聚体的形成可能会干扰 StayGold 所融合的宿主蛋白的功能，”Miyawaki 解释道。“例如，它可能会导致某些宿主蛋白质中出现交联的实验假象。”

为了克服这一限制，研究小组确定了绿色荧光蛋白的晶体结构，以确定可能驱动二聚体形成的结构特征。然后他们利用定向进化来修改这些关键点上的蛋白质结构。他们的目标是抑制二聚体的形成而不损害绿色荧光蛋白的亮度或稳定性。

值得注意的是，研究人员开发的单体形成变体比第一代 StayGold 更亮、更耐光。

研究人员在多项活体荧光成像研究中证明了其单体变体的潜力。该研究发表在《自然方法》杂志上。

“我们使用单体来标记肌动蛋白丝和线粒体内膜，”宫胁说。“它使我们能够在更长的观察时间内以增强的时空分辨率成功地对这些结构进行成像。”

该团队目前正在寻求阐明该变体出色的光稳定性的分子基础。他们还致力于开发一种光稳定、发红光的​​荧光蛋白，可与 StayGold 或其单体结合使用进行实时荧光成像。

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