自噬在细胞的生长、发育、衰老和死亡过程中起关键作用,也与肿瘤及神经退行性疾病的形成及预后相关。在自噬研究中经常需要表征细胞内的自吞噬体,微管相关蛋白1轻链3蛋白(LC3)被认为是一种自吞噬体的标志性蛋白。但近年研究结果显示,荧光蛋白标记的LC3(FP-LC3)斑点并不一定代表自吞噬囊泡结构,也可能是LC3分子参与的蛋白聚集体。如何在活细胞内准确地区分与鉴别FP-LC3斑点的类型,避免错误结论的得出,一直困扰着生物学家们。
华中科技大学-武汉光电国家实验室(筹)Britton Chance生物医学光子学研究中心张智红教授课题组,应用双色荧光光漂白后恢复(FRAP)技术,发现在荧光蛋白标记的自噬体被光漂白后,自噬体相关蛋白(如WIPI1)的荧光信号迅速恢复,而LC3蛋白的荧光信号恢复速率极慢或不恢复;与之相反,在蛋白聚集体中其固有的泛素蛋白被光漂白后荧光信号不恢复,而LC3蛋白的荧光信号很快恢复。由此现象,建立了基于双色FRAP技术的实时原位鉴定活细胞内自噬体与蛋白聚集体的新方法,对于提升自噬研究的准确性具有重要的应用价值。
研究成果发表在2013年Autophagy (IF 12.042)上(LC3 fluorescent puncta in autophagosomes or in protein aggregates can be distinguished by FRAP analysis in living cells, Autophagy. 9(5): 756-769, 2013),并申请了国家发明专利(申请号:201310031926.2)。该研究工作得到了国家重大科学研究计划(2011CB910401)、国家自然科学基金创新研究群体基金(61121004)和面上项目 (81172153)、国家科技合作计划 (2010DFR30820) 等项目的资助。
(责任编辑:陈智敏)