化学标记方法为记录细胞活动提供了新方法

在活细胞中，大量瞬时事件同时发生，每个事件对于特定细胞执行其功能都很重要。忠实记录这些瞬态活动是分子理解生命的先决条件，但获得此类记录极具挑战性。

海德堡马克斯·普朗克医学研究所的科学家及其合作伙伴创造了一种新技术，可以通过荧光染料的化学标记来记录细胞事件以供以后分析，从而开辟了研究细胞生理学的全新方法。新方法现已发表在《科学》杂志上。

瞬时细胞事件的记录在检查和理解生物过程中起着决定性作用，但它提出了重大的技术挑战。理想的记录方法应该同时观察大量细胞，可以在试管和活体动物中工作，并且可以在以后检索和分析记录的观察结果。到目前为止，满足这些标准的方法在很大程度上还缺乏：新技术现在可以弥补这一差距。

MPI 医学研究化学生物学系博士后研究员 Magnus-Carsten Huppertz 解释说：“我们的技术基于记录蛋白，当其附近发生感兴趣的事件时，记录蛋白就会被荧光染料不可逆地标记。” “这使得科学家能够在体内或体外并行研究大量细胞。”

可区分的底物记录连续的活动周期

由 Kai Johnsson 和 Julien Hiblot 领导的团队设计了当特定细胞活动和荧光底物同时存在时被标记的蛋白质。底物的洗入和洗出决定了记录周期，而细胞活性决定了标记程度。此外，通过使用可区分的底物，可以记录一段活动内的不同阶段。

在他们的研究中，为三个不同的中心兴趣过程构建了记录器：受体激活、蛋白质-蛋白质相互作用和钙离子 (Ca 2+ ) 浓度的变化。后者用于研究胶质母细胞瘤(一种侵袭性脑肿瘤)细胞网络中 Ca 2+变化的异质性。

作者与马丁斯里德马克斯·普朗克生物智能研究所的 Lisa Fenk 和 Herwig Baier 团队密切合作，成功记录了果蝇和斑马鱼的神经元活动模式。

“最终，我们开发了这样一个多功能记录平台，用于并行分析体外和体内大量同时瞬时细胞事件，”同一部门的博士后研究员 Jonas Wilhelm 总结道。

科学家在工作中面临的主要挑战是完善新开发的记录仪平台，以确保其在一系列生物模型系统中的稳健性和高效性能。为了探索这项新技术在各种条件下的使用，他们建立了多种复合实验安排。

Magnus-Carsten Huppertz 和 Jonas Wilhelm 表示：“我们很高兴能够提供新的分子工具，这些工具有可能实现新型实验并加速神经生物学和肿瘤学等不同领域的研究。” “我们很幸运能够与不同学科的科学家合作，使这项新技术成为可能。”

除了马克斯·普朗克生物智能研究所外，德国癌症研究中心 (DKFZ)、国家肿瘤疾病中心 (NCT)、海德堡大学、美国弗吉尼亚州珍妮莉亚研究园和洛桑联邦理工学院的科学家们也参与其中。瑞士洛桑联邦理工学院 (EPFL) 为这项工作做出了贡献。

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