日本开发核膜染色新技术或用于癌症治疗

生命科学 2018年07月25日

据2018年7月13日《日本经济新闻》报道,九州工业大学末田慎二教授等人的研究小组开发了可将细胞核清晰染色的技术。

日本开发核膜染色新技术或用于癌症治疗

图1 末田慎二教授

利用“古细菌”的特殊酶反应,荧光物质通过“生物素”特定附着在细胞核膜上。此项新技术不仅为细胞、细胞核分裂相关的基础研究,也为细胞异常分裂相关的癌细胞诊断及癌症靶向药研发提供了新可能。

相关研究成果已于2018年6月15日(在线版5月21日),发布在《美国化学会志》(ACS Chemical Biology)上。

研究背景

细胞膜、核膜均由脂质双层构成。传统染色法将荧光蛋白(GFP)与核膜蛋白(下图蓝)结合产生荧光,但核膜蛋白易与其他物质结合,难以仅使核膜着色。

日本开发核膜染色新技术或用于癌症治疗

图2 荧光标记示意图[1]

研究内容

研究小组利用了在高温环境生存的古细菌中发现的“生物素(Biotin)”相关酶反应。

如图2所示,生物素蛋白连接酶(BPL)与脂质膜蛋白结合,生物素羧基载体蛋白(BCCP)与荧光蛋白(GFP)和诱导入核蛋白(NLS)结合。分别结合后的生物素蛋白连接酶(BPL)与生物素羧基载体蛋白(BCCP)通过生物素化反应强力结合,即可产生持续荧光。此反应主要发生在核内膜[1]。实际应用此法,研究小组清晰观察到癌细胞(海拉细胞)核分裂等现象(图3)。

日本开发核膜染色新技术或用于癌症治疗

图3 细胞分裂[1]

如改变与荧光物质结合的诱导蛋白,内质网等其他细胞器的观察也将变为可能。此技术不仅可应用于核分裂的基础研究,在癌细胞与正常细胞辨别领域的应用也值得期待。

李騁騁(东京大学医学博士课程)
编辑修改 客观日本编辑部


参考文献:
1.Taniyama, T., Tsuda, N., & Sueda, S. (2018). Fluorescent Labeling of the Nuclear Envelope by Localizing Green Fluorescent Protein on the Inner Nuclear Membrane. ACS chemical biology.

相关链接:
九州工大开发易于观察细胞分裂新技术,或用于癌症治疗药研发(链接)[网址]

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