兩個獨立的研究小組運用熒光標記技術和先進的視頻顯微鏡技術,獲得了高爾基體潴泡成熟模型視覺方面的證據.
根據水泡運輸模型的預測,高爾基潴泡是一些沒有太多變化的穩(wěn)定單元.但是,潴泡成熟模型則認為,高爾基潴泡是瞬時的、不斷演化的結構體.雖然生化研究方面的證據支持這兩種理論(在一些情況下,支持兩種理論的"雜合體"),但是,人們依然在高通量活細胞成像技術方面沒有獲得有關視覺方面的支持.近來,《自然》雜志同時發(fā)表了兩篇論文,介紹在共焦距顯微鏡技術方面的新進展.該項研究的主角來自兩個獨立的研究小組,他們分別是美國芝加哥大學Benjamin Glick研究組和日本RIKEN發(fā)現研究所的Akihiko Nakano研究組.
高爾基體,是一種細胞器官的有趣名稱.從某種意義上講,它在細胞中的作用就像一個郵局,先接收來自內質網新合成的蛋白質,接著對其實施翻譯后修飾過程,最后再將這些被修飾好了的蛋白質發(fā)送到細胞中的合適目的地.在過去的幾十年中,人們一共建立了兩種模型,即水泡運輸模型和潴泡成熟模型,用它們來描述促分泌的蛋白質是如何從早期的高爾基潴泡單元轉移到晚期潴泡的.
這兩個小組很清楚地觀察到,單個的早期綠色潴泡在幾分鐘之內就變成了紅色."這些顏色變化很明確地表明,簡單的傳統(tǒng)水泡運輸模型是不適用的," Nakano解釋說.對于潴泡成熟的視覺證據是如此清楚地被排除出去,Glick也感到驚訝."我們一直擔心的是,高爾基體潴泡也許經常會經受融合和裂解的變化,這些事情將會使解釋變得復雜起來,"他說.
Glick和Nakano兩個小組使用的都是酵母細胞,高爾基潴泡在酵母細胞當中并不會發(fā)生堆積,這樣以來更容易對單個的潴泡進行可視化拍攝.此前,最大的技術挑戰(zhàn)就是如何開發(fā)出先進的成像技術；兩個小組開發(fā)出了顧客型三維共焦距視頻顯微鏡技術系統(tǒng),從而可以首次進行多色的活細胞成像."我們現在能清晰地觀察到酵母高爾基體潴泡的管狀網絡結構,此前我們從來沒有想象過不使用電子顯微鏡就能看到它," Nakano說.兩個研究小組運用綠色熒光蛋白對前期高爾基體常住蛋白進行標記,運用一種紅色熒光蛋白變異體對一種后期高爾基體蛋白進行標記(反過來也是如此).他們提出假說認為,如果穿越高爾基體的蛋白是通過水泡運輸的,那么就無法確定標記單個早期潴泡的綠色熒光能否被保留下來.然而,如果潴泡從早期狀態(tài)到后期狀態(tài)變得成熟起來,這時候熒光就會從綠色轉變?yōu)榧t色,因為潴泡獲得了一些新的生化特征.
Glick和Nakano為細胞生物學領域這一長期懸而未決的問題找到了答案.這也是一個極好的例證,說明為了同一目標合作比競爭更能獲得豐富的成果."這些論文將被仔細審查,因此花些時間做這些實驗非常重要,"Glick說."我們兩個小組各自獨立地獲得了這些相近的結論,這一事實正得到確認,我們在這一領域也應該比其他人的工作更有說服力."
關鍵詞:顯微鏡技術,電子顯微鏡,視頻顯微鏡技術
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