揭示發(fā)育中生物體中蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的光照
研究人員首次成功地研究了生長(zhǎng)在發(fā)育中的植物根部的蛋白質(zhì) - 蛋白質(zhì)相互作用。由瓦赫寧根大學(xué)和研究所植物發(fā)育生物學(xué)系領(lǐng)導(dǎo)的三個(gè)國(guó)際研究小組的研究結(jié)果發(fā)表在“自然”雜志上。
該工作被認(rèn)為是細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)領(lǐng)域的突破,因?yàn)樯項(xiàng)l件下蛋白質(zhì)之間的相互作用首次以完整的活體組織以非侵入性方式可視化。使用這種方法的結(jié)果將允許更好地理解蛋白質(zhì)結(jié)合事件,這對(duì)許多重要的細(xì)胞功能是必不可少的,因?yàn)樗鼈兊墓δ苁前ò┌Y在內(nèi)的疾病的原因。
瓦赫寧根大學(xué)和研究所,阿姆斯特丹大學(xué)和杜塞爾多夫大學(xué)的聯(lián)合合作成功地利用最先進(jìn)的功能成像技術(shù),在原生條件和細(xì)胞分辨率下繪制了植物根系中的蛋白質(zhì)相互作用。最近在Nature發(fā)表的著作標(biāo)題為“體內(nèi)FRET-FLIM揭示擬南芥根中的細(xì)胞類(lèi)型特異性蛋白質(zhì)相互作用”結(jié)合FRET-FLIM(Förster共振能量轉(zhuǎn)移) - 熒光壽命成像顯微術(shù))技術(shù)與遺傳學(xué)和基因表達(dá)分析。該工作揭示了在活組織中,蛋白質(zhì)復(fù)合物可以以細(xì)胞類(lèi)型依賴(lài)性方式改變其構(gòu)象,以調(diào)節(jié)特定基因表達(dá)程序,從而導(dǎo)致擬南芥根分生組織內(nèi)特定細(xì)胞命運(yùn)的精確規(guī)格和維持。
了解根增長(zhǎng)
在生長(zhǎng)的植物根部的頂端存在一群“干細(xì)胞”。這些細(xì)胞分裂并分化成不同的細(xì)胞類(lèi)型,在植物根部產(chǎn)生不同的組織。每個(gè)細(xì)胞的命運(yùn),因此它將產(chǎn)生什么樣的根組織,由組合模塊決定,其中轉(zhuǎn)錄因子起關(guān)鍵作用。為了理解這些蛋白質(zhì)如何調(diào)節(jié)細(xì)胞命運(yùn)并從而調(diào)節(jié)根系生長(zhǎng),Ikram Blilou和她的博士生Yuchen Long面臨著一系列關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子之間相互作用的挑戰(zhàn),這些轉(zhuǎn)錄因子關(guān)注的是這些相互作用在不同組織中的時(shí)間和空間變化類(lèi)型以及它們?nèi)绾卧诟l(fā)育期間調(diào)節(jié)細(xì)胞命運(yùn)
技術(shù)挑戰(zhàn)
研究生物體中的蛋白質(zhì)相互作用具有技術(shù)上的挑戰(zhàn)性,因?yàn)樗鼈兊呢S度低,難以通過(guò)傳統(tǒng)的生物化學(xué)方法檢測(cè)這些相互作用。在這項(xiàng)研究中,研究人員使用最先進(jìn)的功能成像和分子生物學(xué)技術(shù),使用FRET-FLIM(技術(shù)結(jié)合遺傳學(xué)和基因表達(dá)分析)可視化特定的相互作用。蛋白質(zhì)通過(guò)直接結(jié)合相互作用,這意味著它們非常接近在這種情況下,F(xiàn)RET技術(shù)用于通過(guò)用遺傳編碼的熒光蛋白標(biāo)記目的蛋白質(zhì)來(lái)檢測(cè)這些相互作用。
綜合專(zhuān)業(yè)知識(shí)
這項(xiàng)研究是三個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)之間成功合作的結(jié)果,此外還有由Ben Scheres教授領(lǐng)導(dǎo)的瓦赫寧根大學(xué)植物發(fā)育生物學(xué)小組,其工作涉及阿姆斯特丹Van Leeuwenhoek高級(jí)顯微鏡中心的Theodorus Gadella教授。Gadella團(tuán)隊(duì),包括Joachim Goedhart和Marten Postma,在優(yōu)化熒光蛋白,定量顯微鏡和先進(jìn)的FRET-FLIM分析方面擁有長(zhǎng)期的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。與來(lái)自杜塞爾多夫大學(xué)的RüdigerSimon團(tuán)隊(duì),包括Yvonne Stahl和Stephanie Stefanie-Weidtkamp-Peters以及高分辨率生命周期成像專(zhuān)家一起,實(shí)施了FRET-FLIM技術(shù),克服了目前研究蛋白質(zhì)的局限性細(xì)胞分辨率的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)。
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