遺伝子コードの拡張により,サイト特異的にラベル付けされた細胞タンパク質の生細胞と超高解像度イメージングが可能になります
Chayasith Uttamapinant1, Jonathan D Howe1, Kathrin Lang1
1Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology, Francis Crick Avenue, Cambridge CB2 0QH, United Kingdom.
Journal of the American Chemical Society
|April 2, 2015
まとめ
この研究は,非自然なアミノ酸を使用して細胞内のタンパク質を正確にラベル付けるための新しい方法を提示しています. この技術は超高解像度顕微鏡を向上させ,核アクチン繊維のような詳細な細胞構造を明らかにします.
科学分野:
- 細胞生物学 細胞生物学
- バイオケミストリー バイオケミストリー
- 顕微鏡による顕微鏡検査
背景:
- 超高解像度イメージングには,明るいフッ素光子で密集したサイト固有のタンパク質ラベルが必要です.
- 遺伝子コードの拡張とバイオオートホーゴナル化学は,サイト固有のタンパク質のラベル付けを可能にします.
- 非自然なアミノ酸の効率的な組み込みと特定の細胞内ラベリングは,高解像度画像の課題です.
研究 の 目的:
- 超高解像度顕微鏡検査のための細胞内タンパク質の効率的で,場所固有の,そして密度の高い光ラベル付けのための方法を開発する.
- 非自然なアミノ酸の組み込み効率と細胞内標識の特異性の限界を克服するために.
- 生体細胞内のサブdiffraction 超構造的特徴を視覚化するために.
主な方法:
- 遺伝子工学により設計された細胞骨格タンパク質 (β-アクチン,ヴィメンチン) が,特定の部位にビサイクロ[6.1.0]ノニンライシンを組み込む.
- 生体細胞のエンジニアリングされたタンパク質の選択的な光ラベル付けのためにテトラジン-フッ素結合物を利用しました.
- 高解像度イメージング用の超高解像度放射線定位顕微鏡 (STORM) を採用しています.
主要な成果:
- サイト・スペシフィックに組み込まれたbicyclo[6.1.0]nonyne-lysine.を成功裏に生成した細胞骨格タンパク質.
- 細胞プロテオーム内のエンジニアリングされたタンパク質の選択的光ラベリングを達成しました.
- 密度の高い標識付きの細胞骨格の超構造を作り出し,核アクチンフィラメントを含むサブdiffraction特徴のSTORMイメージングを可能にしました.
結論:
- この研究は,高密度の細胞内タンパク質のサイト固有の,生細胞の光ラベル付けのための効率的な方法を確立しています.
- 開発された技術は,細胞の超構造を視覚化するための超解像度イメージング能力を大幅に向上させます.
- このアプローチは,以前の限界を克服し,細胞内の詳細な超構造分析の道を開く.
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