德国马克斯·普朗克医学研究所的科学家们开发出了蛋白质记录仪，可以捕获和分析多个时期的生物活动。该方法具有可扩展性，适合记录各种生物活性，如通过记录蛋白质-蛋白质相互作用、G蛋白偶联受体激活以及体内细胞内钙的增加所证明的。

直接、连续和顺序

记录瞬时细胞事件对于阐明生物学机制至关重要。目前，大多数跨组织细胞的记录都是通过将事件与报告基因的转录联系起来或使用基于CRISPR/Cas的工具来进行的。然而，细胞活动和记录之间的耦合只是间接的。

记录短暂细胞事件的理想方法是直接同时访问整个组织中的大量细胞，并以出色的时空分辨率进行记录。此外，对于瞬时细胞事件的大规模并行分析，将记录与其分析分开至关重要;这样做将涉及将瞬态事件转化为永久标记以供将来分析。然而，缺乏符合这些要求的方法。

通过光学和光遗传学方法可以直接记录原位和事后分析的活动，这些方法通过活体标本的照明来控制记录。这些方法提供了出色的时空分辨率。生物传感器CaMPARI就是一个例子，它用于不同的模型生物体来记录神经元活动。当在高Ca2+水平下照射时，它会发生不可逆的颜色变化。

使用光的另一种方法是使用化学探针对细胞进行基于活性的标记。理想的、高渗透性、无害的探针的添加和洗脱决定了该方法的记录窗口，可以直接记录感兴趣的活性。因此，它可以与上述方法结合使用。然而，当前基于活动的化学标记方法既不太适合连续记录，也不允许记录大量连续事件。

彩色生物活性

共同作者Magnus-CarstenHuppertz和JonasWilhelm以及同事开发了Split-HaloTag——一种在特定细胞活动和荧光底物存在的情况下被标记的蛋白质。荧光底物和瞬时细胞活动(例如蛋白质之间的相互作用或细胞内Ca2+水平的增加)的组合可用于合理设计记录器以捕获短暂事件以供稍后分析。

荧光底物的添加和冲洗决定了记录周期。这些步骤之前或之后的任何活动都不会影响记录器的标签。由于各种彩色荧光底物很容易获得，因此可以在同一样品或生物体中记录不同的时间间隔。Split-HaloTag记录仪可以以空间分辨率记录细胞活动，因为感兴趣的活动会激活它们并可以定向到特定的细胞位置。

由于荧光信号可在数天内检测到并且对固定策略具有抵抗力，因此该方法可以轻松扩展以同时分析大量细胞或生物体。此外，荧光信号的持续性使得能够通过记录器标记和随后的转录组分析来进行细胞分选。

所有这些特征均在使用专为Ca2+依赖性蛋白质标记(Caprola)设计的split-HaloTag记录仪的实验中得到证明。Huppertz和Wilhelm使用Caprola记录了斑马鱼幼虫和成蝇的神经元活动。他们还根据Ca2+水平对不同细胞群的转录组进行了分类和分析。鉴于Ca2+信号传导的广泛使用以及HaloTag标记在众多模型系统中的成功，Caprola可能会用于生物学的不同分支。

这组作者说，应该可以利用其他基于蛋白质的荧光生物传感器的设计原理来设计用于额外细胞活动的记录器。这是因为生物记录的设计原理将细胞活动与split-HaloTag两个组件的接近程度联系起来。split-HaloTag系统为新型记录器打开了大门，可以将细胞生理学与生物领域的表型联系起来。

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