Nature子刊：首個電鏡版GFP問世

綠色熒光蛋白GFP曾給分子生物學領域帶來了一場革命，科學家們用GFP標記細胞內的特定蛋白，就能夠通過熒光顯微鏡輕松的進行識別和定位。但GFP無法用于電鏡，而電鏡的分辨率可比熒光顯微鏡高多了。

日前，麻省理工的化學家們就開發出了類似GFP的電鏡標記，利用這一新技術科學家們可以在電鏡下觀察標記的蛋白，達到前所未有的清晰度。該研究于十月二十一日提前發表在Nature Biotechnology雜志的網站上。研究人員相信，這一技術將幫助科學家們更深入的了解蛋白。

被用于電鏡成像的這種新標記被稱為APEX，它其實與天然蛋白很相近。我們都知道，辣根過氧化物酶HRP是一種常用標記，但它只在細胞中部分區域起作用。而那些能夠在整個細胞起作用的標記技術一般很難用于電鏡，因為這些標記通常需要有光照在樣本上。

研究人員選擇從類似HRP的抗壞血酸過氧化物酶APX入手，因為APX比HRP作用范圍更廣能夠在細胞質中起作用。HRP和APX都屬于過氧化物酶類，每種過氧化物酶都有不同的目標，HRP的一個主要目標就是DAB，DAB氧化時就能夠被電鏡檢測到。研究人員對APX進行了遺傳學改造（即APEX）使其也能夠作用于DAB。

研究人員將APEX基因與目標蛋白的基因連在一起，并將這個小DNA環轉入活細胞。此后細胞就會合成攜帶APEX標記的蛋白。隨后研究人員在固定細胞時加入DAB，固定是電鏡成像前的必須步驟。當APEX蛋白氧化DAB時，研究人員就能夠通過電鏡檢測，確定目標蛋白的精確定位。

去年有兩個研究團隊發現了一種鈣離子通道蛋白，他們都認同這一蛋白位于線粒體中，但對于該蛋白的精確定位和定向卻各持不同看法。MIT的研究者們用他們的新技術來解決這一問題，以此證實自己新技術的實用性。在新標記和電鏡的幫助下，他們發現這種鈣離子通道蛋白位于線粒體內膜，并且朝向線粒體內部基質。研究團隊還成功利用新標記技術對細胞核、內質網以及細胞質中的蛋白進行了檢測。

哈佛大學分子和細胞生物學教授Joshua Sanes正在與該研究團隊合作，利用新標記技術進行神經元的研究。目前，MIT的研究人員們正在給自己的新成像技術申請ZL，他們還將進一步提高APEX分子的穩定性并改善其功能。