我國學(xué)者在活細胞超分辨成像領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展

　　華中科技大學(xué)光電國家實(shí)驗室生物醫學(xué)光子學(xué)功能實(shí)驗室張玉慧教授研究團隊通過(guò)對細胞穿膜肽的研究，利用其運載能力將不能透膜的熒光染料及特異性識別基團攜帶進(jìn)入活細胞，突破以往光激活熒光化學(xué)探針中熒光染料及識別基團本身需要透膜的限制，為活細胞超分辨成像化學(xué)探針的構建提供了一種新策略。

　　2014年11月20日，張玉慧教授和黃振立教授的合作研究成果——論文“用于活細胞超分辨成像的透膜光激活有機熒光探針構建新策略”(A general strategy for developing cell-permeable photo-modulatable organic ?uorescent probes for live-cell super-resolution imaging)在《自然•通訊》(Nature Communications)發(fā)表。

　　張玉慧教授研究小組在國際上首次將細胞穿膜肽引入光激活熒光探針的構建中，得到了一系列新型透膜靶向光激活熒光化學(xué)探針，實(shí)現了在活細胞內對內源蛋白的直接特異性標記。與黃振立教授研究小組合作，利用其建立的TIRF超分辨成像系統及PALMER高密度定位算法，對活細胞內的溶酶體及肌動(dòng)蛋白進(jìn)行了超分辨成像，并在活細胞內首次記錄了肌動(dòng)蛋白重新排列的動(dòng)態(tài)過(guò)程。該研究中的透膜靶向光激活探針是國際上首類(lèi)能實(shí)現對活細胞內的內源蛋白直接進(jìn)行標記的光激活熒光探針，在活細胞超分辨成像領(lǐng)域有著(zhù)廣闊的應用前景。

　　超分辨光學(xué)成像技術(shù)主要包括受激發(fā)射損耗顯微術(shù)(Stimulated emission depletion microscopy，簡(jiǎn)稱(chēng)STED)和基于單分子定位的超分辨成像技術(shù)(Single-molecule localization microscopy，包括PALM，STORM等)。兩種技術(shù)均突破了光的阿貝/瑞利極限，實(shí)現了在細胞內進(jìn)行納米尺度的光學(xué)檢測。PALM與STED技術(shù)共同獲得2014年諾貝爾化學(xué)獎。而PALM，STORM等的單分子定位超分辨成像技術(shù)的應用極大地依賴(lài)于光激活熒光探針。

　　此項工作由武漢光電國家實(shí)驗室生物醫學(xué)光子學(xué)功能實(shí)驗室潘登、胡哲、仇豐武、黃振立、馬意龍、王伊娜、秦嶺松、張智紅、曾紹群、張玉慧(通訊作者)共同完成。

　　該研究得到了國家“973”計劃、國家自然科學(xué)基金創(chuàng )新群體、國家自然科學(xué)基金面上項目的支持。