在活的颜色:瘦在体内成像工具

由肯德尔摩根

老鼠体内成像

如果你开始查Addgene荧光蛋白指南在活的有机体内成像,你很快就会发现弗拉迪斯拉夫·韦尔胡沙(Vladislav Verkhusha)这个名字一次又一次地出现,而且理由很充分。

我们都知道,科学家使用荧光蛋白来观察细胞内发生的事情已经至少有几十vwin德赢娱乐平台年了。绿色是经典的颜色,但荧光蛋白有多种颜色可供选择。vwin德赢娱乐平台虽然这些工具对许多应用程序都很有用,Verkhusha和他的实验室纽约阿尔伯特·爱因斯坦医学院的科学家们认识到,通过活体动物来观察它们的器官——比如肝脏或大脑,或者一个肿瘤——是有局限性的。他们想找更好的工作。

透明窗

这正是他们在一篇论文中所报道的自然生物技术回到2011年,然后是另一次自然方法去年的论文。他们的关键细菌phytochome-derived蛋白质iRFP670、iRFP682、iRFP702、iRFP713和iRFP720吸收并发射电磁光谱中近红外部分的光,哺乳动物的组织在这一光谱区域几乎是透明的。

正如Verkhusha向我解释的那样,哺乳动物组织的透明窗口是由血红蛋白和黑色素的特性决定的,它们吸收650纳米以下的大部分光,以及水的吸光度,它们吸收900纳米以上的波长。换句话说,波长在650nm到900nm之间的波长可以不受阻碍地通过动物和人体组织。

当时的挑战是开发出在近红外范围内的荧光蛋白,而这正是iRFPs所实现vwin德赢娱乐平台的。在哺乳动物组织中,这些蛋白质的信号-背景比之前描述的任何荧光蛋白高20倍。

Verkhusha说:“在我们研究蛋白质之前,有很多从水母和珊瑚中提取的荧光蛋白vwin德赢娱乐平台,但它们都在哺乳动物组织的透明窗口外发出荧光。”“我们在这个透明窗口内开发了近红外荧光蛋白,所以现在,我vwin德赢娱乐平台们可以看得更深。”

添加到工具箱中

去年,Verkhusha又增加了两盏远红外灯光激活(PA)近红外荧光蛋白vwin德赢娱乐平台(FPs),称为PAiRFP1和PAiRFP2在活的有机体内成像的工具箱,在远红光照射下,它们的荧光增强。正如研究人员在自然通讯去年,“通过特定波长和强度的光控制PA FPs的光谱特性,可以以时空方式对蛋白质、细胞器和活细胞进行光学标记和跟踪,这是传统FPs不可能实现的。”此外,PA FPs可以提高可实现的信号与背景比,从而在含有大量自体荧光背景的样本中实现更高的分辨率。”

就在上个月科学报告, Verkhusha的团队报告了近红外荧光蛋白iRFP670和iRFP720作为动物双色成像光声造影剂的另一项应用进展。vwin德赢娱乐平台这种方法依靠超声波而不是光来产生更高分辨率的图像在活的有机体内

Verkhusha解释说:“我们不能用荧光定位一个1厘米深的细胞的原因之一是光线变得非常分散。”另一方面,超声波的波长比细胞的大小要大,所以它们散射得少得多。因此,超声波可以在深度达8毫米的地方获得更高分辨率的图像——不是单个细胞,而是小细胞群。

展望未来

你可能想知道,接下来会发生什么?Verkhusha说,他们一直在改进现有的基因编码探针,使其更亮、更耐光、更小、对细胞的毒性更小。他们想要制造出在750至800纳米范围内工作的近红外荧光蛋白,他的团vwin德赢娱乐平台队也在研究生物传感器的方向,例如,能够揭示肌肉在活体动物体内是如何工作的。

对于那些使用这些探针的人,他说,当有疑问时,阅读相关论文的方法部分,然后再阅读。大多数时候,答案就在那里。

寻找CRISPR质粒?点击这里在Addgene找到他们


引用:

用于体内成像的明亮稳定的近红外荧光蛋白。Filonov等人(Nat Biotechnol. 2011年7月17日。doi: 10.1038 / nbt.1918)。

用于多色体内成像的近红外荧光vwin德赢娱乐平台蛋白。Shcherbakova和Verkhusha(Nat方法。2013年8月;10(8): 751 - 4。doi: 10.1038 / nmeth.2521)

由细菌光敏色素工程的远红光光激活近红外荧光蛋白。vwin德赢娱乐平台Piatkevich等人(Nat commen . 2013年7月10日;4:2153。doi: 10.1038 / ncomms3153。PubMed)

使用近红外荧光蛋白的多对比光声活体成像。vwin德赢娱乐平台Krumholz等人(Sci rep, 2014年2月3日;4:3939。doi: 10.1038 / srep03939)。


主题:vwin德赢娱乐平台,荧光成像

留下你的评论

分享科学变得更容易了……订阅我们的博客

订阅