Science：华人学者为活细胞蛋白计数

　　

生物通报道：最近来自耶鲁大学的研究人员发明了一种计算活细胞体内蛋白分子绝对数目的方法，并且利用这种方法还可以对蛋白分子所在的功能部位进行绝对数目和浓度的测量。这样以往在生物学上定量研究的两大难题都被解决了，文章发表在近期的Science上。文章的第一作者为华人学者——武建秋，他在中国海洋大学（原青岛海洋大学）获得的学士学位，在中科院获得的硕士学位，随后在北卡罗莱纳大学Chapel Hill分校获得博士学位。

在酵母体内利用Cdc15p（红色）和fimbrin（绿色）标记的蛋白
可以显示出收缩环和肌动蛋白斑块

武建秋博士将一个黄色荧光蛋白标记在目的蛋白上，并且在荧光显微镜下对活体酵母中的这些蛋白进行观察。他分别使用七个不同的蛋白质证明了荧光的量度直接与细胞内蛋白的数量呈线性关系。

研究人员对含有标记蛋白的整个细胞进行系列拍照，记录下所有的荧光信号，并通过与相关曲线进行对比得到蛋白分子的数目。利用这种方法，无论蛋白是分散在细胞中还是聚集在某处都可以对其数目进行计算。

武建秋博士对28种整体或者局部分布的蛋白进行计数。一些调控蛋白只有几百个蛋白分子，而一些常用的蛋白，如：肌动蛋白（actin）就有上百万个蛋白分子。利用这种方法，研究人员首次发现了使细胞分裂，形成收缩环的关键蛋白在细胞中的绝对数目和浓度。

这种方法除了可以应用在酵母上，还可以应用到其它的物种上。当然，在其它物种进行基因改造而标记上荧光蛋白是相对复杂的过程，这种技术要应用到人类或者植物细胞上也是可能的。

文章的通讯作者，耶鲁大学的Thomas D. Pollard教授表示：“过去没有人进行这种校准的工作，对生物学的研究总是趋于描述性的。这项技术使研究更加定量与动态（mechanistic）。如果你不知道蛋白的准确浓度是无法对细胞进行化学和物理学上的研究的。”

目前，武建秋博士仍在耶鲁大学进行博士后工作。他向生物通记者介绍到，他的研究领域主要是定量分析胞质分裂中时间、空间调控途径和分子机制（生物通记者 谢菲）。

武建秋博士

原文链接：Science. 2005 Oct 14;310(5746):310-4.

Counting cytokinesis proteins globally and locally in fission yeast.

Wu JQ, Pollard TD.

Department of Molecular, Cellular, and Developmental Biology, Yale University, New Haven, CT 06520-8103, USA.

We used fluorescence microscopy to measure global and local concentrations of 28 cytoskeletal and signaling proteins fused to yellow fluorescent protein (YFP) in the fission yeast Schizosaccharomyces pombe. Native promoters controlled the expression of these functional YFP fusion proteins. Fluorescence measured by microscopy or flow cytometry was directly proportional to protein concentration measured by quantitative immunoblotting. Global cytoplasmic concentrations ranged from 0.04 (formin Cdc12p) to 63 micromolar (actin). Proteins concentrated up to 100 times in contractile rings and 7500 times in spindle pole bodies at certain times in the cell cycle. This approach can be used to measure the global and local concentrations of any fusion protein.

PMID: 16224022 [PubMed - in process]