最年轻华人院士发技术文章详细介绍步骤

　　

生物通报道：来自霍德华休斯医学院，哈佛大学的研究人员报道了利用单分子荧光共振能量转移技术 (single molecule fuorescence resonance energy transfer, smFRET)分析核小体重塑的研究成果，并详细介绍了如何设置，如何操作等步骤，指出可以利用这种技术来监控构象动态，为解析核小体重塑等生物分子进程提供实时的检测手段。

这项研究由哈佛大学庄小威（Xiaowei Zhuang）教授领导完成，庄教授早年毕业于中国科技大学少年班，34岁的时候就成为了哈佛大学正教授，并且在今年5月公布的84位新晋美国科学院院士名单中，庄小威的当选刷新了最年轻美国科学院华人院士的纪录。

在单分子技术出现之前，分子生物学实验结果往往只代表测量时间内大量分子的平均行为，而生物体系一般是不均一的体系。因此监测单个分子的行为具有重要的意义。当单个荧光基团 (fuores-cence fuorophore) 标记到目标分子后，它能在多方面去探测目标分子。比如通过荧光成像技术可以了解目标分子在细胞内的空间分布。

当一个分子或两个相互作用的分子上标记两个不同的荧光基团后，一个是在能量转移过程中提供能量，即供体D(donor)；另一个接受能量，即受体A(acceptor)。这样可以运用荧光共振能量转移 (fuorescence resonance energy transfer, FRET) 技术来对体系进行研究。因此，比单个荧光基团标记更具有优势，称为单分子荧光共振能量转移(single molecule fuorescence resonance energy transfer,smFRET) 技术。

smFRET近年来发展迅猛，在研究蛋白质折叠和构象变化、RNA折叠和催化、膜融合蛋白和肌动蛋白的运动，以及信号转导等方面相当有效。由于其能在单个分子内或分子复合物中，以纳米级别，实时追踪变化，因此可用于解答许多重要的生物学问题。

研究人员利用庄教授研究组最新开发的单分子荧光共振能量转移检测技术，监测核小体移位，并详细介绍了如何设置，如何操作，以及分析实验结果等步骤。以此为例，指出smFRET能针对生物分子过程，提供实时监控信息。

庄教授研究组一直从事生物物理显微成像方面的研究，他们曾发现了一组特殊的荧光探针家族，实现了多色随机光学重建显微法（multicolor stochastic optical reconstruction microscopy），并利用这种方法以20-30纳米级别的分辨率演示了DNA模式样品和哺乳动物细胞的多色成像。

而在smFRET研究方面，他们也于2008年在Science发表论文，利用单分子荧光能量转移对HIV病毒逆转录酶RT与核酸底物之间的相互关系进行了实时监控，获得了相关的动力学数据，对于艾滋病的治疗意义重大。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Monitoring conformational dynamics with single-molecule fluorescence energy transfer: applications in nucleosome remodeling.

Abstract
Due to its ability to track distance changes within individual molecules or molecular complexes on the nanometer scale and in real time, single-molecule fluorescence resonance energy transfer (single-molecule FRET) is a powerful tool to tackle a wide range of important biological questions. Using our recently developed single-molecule FRET assay to monitor nucleosome translocation as an illustrative example, we describe here in detail how to set up, carry out, and analyze single-molecule FRET experiments that provide time-dependent information on biomolecular processes.