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)的三個國際研究小組的研究結(jié)果發(fā)表在“自然”雜志上。

該工作被認為是細胞和發(fā)育生物學(xué)領(lǐng)域的突破，因為生理條件下蛋白質(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，這對許多重要的細胞功能是必不可少的，因為它們的功能是包括癌癥在內(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的功能成像技術(shù)，在原生條件和細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)表的著作標題為“體內(nèi)FRET-FLIM揭示擬南芥根中的細胞類型特異性蛋白質(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)合物可以以細胞類型依賴性方式改變其構(gòu)象，以調(diào)節(jié)特定基因表達程序，從而導(dǎo)致擬南芥根分生組織內(nèi)特定細胞命運的精確規(guī)格和維持。

了解根增長

在生長的植物根部的頂端存在一群“干細胞”。這些細胞分裂并分化成不同的細胞類型，在植物根部產(chǎn)生不同的組織。每個細胞的命運，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)細胞命運并從而調(diào)節(jié)根系生長，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間和空間變化類型以及它們?nèi)绾卧诟l(fā)育期間調(diào)節(jié)細胞命運

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，因為它們的豐度低，難以通過傳統(tǒng)的生物化學(xué)方法檢測這些相互作用。在這項研究中，研究人員使用最先進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)和基因表達分析)可視化特定的相互作用。蛋白質(zhì)通過直接結(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)用于通過用遺傳編碼的熒光蛋白標記目的蛋白質(zhì)來檢測這些相互作用。

綜合專業(yè)知識

這項研究是三個國際團隊之間成功合作的結(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高級顯微鏡中心的Theodorus Gadella教授。Gadella團隊，包括Joachim Goedhart和Marten Postma，在優(yōu)化熒光蛋白，定量顯微鏡和先進的FRET-FLIM分析方面擁有長期的專業(yè)知識。與來自杜塞爾多夫大學(xué)的RüdigerSimon團隊，包括Yvonne Stahl和Stephanie Stefanie-Weidtkamp-Peters以及高分辨率生命周期成像專家一起，實施了FRET-FLIM技術(shù)，克服了目前研究蛋白質(zhì)的局限性細胞分辨率的復(fù)雜動力學(xué)。

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