迄今为止所报道的波长最短的荧光，让动态细胞成像变得更容易

大阪大学科学与工业研究所的研究人员通过基因工程改造了一种蛋白质，使其能发出迄今为止所报道的波长最短的荧光。他们通过优化荧光中心(生色团)与其周围环境之间的相互作用，以一种不同于以往报道的方式做到了这一点。由此产生的荧光发射在有用的pH值范围内明亮而稳定。这项工作将有助于基础和应用研究，例如了解健康和病变细胞的行为。

　　

   

   

图:短波边avGFP突变体的发色团结构    

图片来源:Kazunori Sugiura

日本大阪——想象一下，要在视觉上跟踪分散在体育场里的五个人是多么困难。通过同时跟踪许多不同的细胞因子，研究人员取得了更惊人的成就，但他们需要一个扩展的荧光工具包来提高目前的能力。

最近发表在通信生物学日本大阪大学科学与工业研究所的研究人员对一种蛋白质进行了基因改造，使其具有目前最短的荧光发射波长。

荧光是显微镜下观察细胞内部活动的常用手段。例如，一个感兴趣的生物分子可以在基因上附加一个荧光蛋白(即荧光团)，该荧光蛋白发出特定颜色(即波长)的光。通过给不同类型的生物分子加上不同的荧光团(每个荧光团发出不同波长的光)，人们可以同时识别并跟踪所有这些不同的生物分子。扩大可能发射的波长范围可以增加同时被追踪的生物分子数量。这就是研究人员试图解决的问题。

“荧光蛋白的短发射波长限制在过去10年里一直保持不变，”第一作者Kazunori Sugiura解释说。“这是因为之前的研究人员通常专注于对绿色荧光蛋白突变体的一种氨基酸进行微小的改变。”

大阪大学的研究人员转而专注于优化荧光中心(即发色团)与周围水分子和氨基酸之间的相互作用。通过阻止电离和稳定发色团的水化作用，合成的荧光团(称为sumire)表现出了几个值得注意的荧光特性:(1)414纳米的发射，一个新的记录;(2)亮度几乎是最先进的四倍;(3)在pH 5.5-9.0范围内稳定发射，这涵盖了大多数细胞中所见的大部分pH范围。

资深作者Takeharu Nagai说:“我们还在Sumire和普通商业蛋白荧光团之间实现了荧光共振能量转移，这是一种常见的生物分子成像技术。”“这进一步说明了Sumire与现代多参数分析的兼容性。”

这项工作成功地利用基因工程扩展了细胞成像工具，以一种尚未考虑到的方式修改了荧光蛋白的发色团。大阪大学研究人员的方法将有助于进一步扩大工程蛋白可获得的荧光波长范围，这将帮助研究人员发现在正常健康和疾病中非常重要的生物学原理。

文章标题

Extension of the short wavelength side of fluorescent proteins using hydrated chromophores, and its application