科学家可精确定位蛋白质

约翰斯霍普金斯大学的科学家们使用一种他们研发的方法，在将人体中一种细胞移动到精确位点时，能够不时的进行观察。这种方法可以了解一种蛋白质为何和如何在一个位置能进行信号传递和表达增加，而同样的蛋白质在另一地点则死亡。

他们的研究发表在2月14日《Nature Methods》上，用一种化学工具将细胞内的蛋白质移动到外周一个称为质膜的地方。

“如果一个特定的蛋白被激活，激活细胞的时间影响了细胞对外界刺激的反应，”Takanari Inoue博士，约翰斯霍普金斯大学医学院细胞生物学助理教授说，“我们这个新工具的目标是在细胞的许多地方快速的对蛋白质的活化进行操作。”

细胞巧妙地解决了应对外部刺激的困境，比如温度，尽管它们使用了有限的分子。这一观念是说一个单一蛋白通过改变其位置和速度以及激活时间来发挥多重作用。

“细胞内的化学信号通过复杂的反馈回路和交互作用来联系蛋白质分子，”Inoue说，“所以想准确了解每个蛋白质的位置对信号的影响，需要能够快速移动相关蛋白质到细胞特定的细胞器中。这些措施包括线粒体（细胞的发电机）和高尔基体（细胞的运载系统）。”

霍普金斯研究团队选择了Ras信号蛋白作为研究对象，它通过细胞传递信号。它是参与肿瘤细胞生长的调节子。Ras已经被长期研究，它是已知的一种分子开关。然而，没有人能识别Ras在高尔基体和线粒体中的不同位置，更不用说Ras在这些地方和其他细胞器中同时激活时会发生什么事情。

将人Hela 细胞和Ras在显微镜下进行观察，研究小组使用一种特殊的二聚体探针，这是一个特异性的小分子，能同时结合彼此无亲和力的蛋白，并将它们绑定在一起。在这个系统中，一种蛋白锚定在一个细胞器里，另一种是在细胞内自由浮动。添加一个化学二聚体诱导自由蛋白和锚定蛋白结合在一起。

使用剪切酶，研究小组剪切了配对蛋白质的DNA，以改变其目标分子的位点。他们切断了“邮寄地址” ，其作为一个已知的目标序列 ，即原来运送到质膜的蛋白质，用新的地址取代它（目标序列），由它来将蛋白运输到特定的细胞器。

“我们能够在原位操纵蛋白质的活动，并可以在每个细胞器上快速进行，”Inou说，“最终，这将有助于我们更好地理解这些关键的细胞成分的功能。”

本研究由美国国家卫生研究院资助。

除了以上以外，本文另外的作者有Toru Komatsu, Igor Kukelyansky, J. Michael McCaffery, Tasuku Ueno and Lidenys C. Varela，所有研究者都来自约翰斯霍普金斯大学。

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