Nature Methods：這個蛋白，能可視化活細胞發育周期的「盲區」

10月31日，美國斯坦福大學研究人員在Nature Methods發論文，描述了一種使用新型熒光蛋白能夠可視化活細胞中S期（DNA複製）到G2期（細胞生長）過渡期的蛋白，該階段曾一直是科學家觀察4個細胞周期的「盲區」。據悉，該技術有助於改進對細胞周期及其調控的表徵，增進人們對發育生物學和癌症形成的理解。

G1期（first gap）：從有絲分裂到DNA複製前的一段時期，又稱合成前期，此期主要合成RNA和核糖體。該期特點是物質代謝活躍，迅速合成RNA和蛋白質，細胞體積顯著增大。這一期的主要意義在於為下階段S期的DNA複製作好物質和能量的準備。

S期（synthesis）：即DNA合成期，在此期，除了合成DNA外，同時還要合成組蛋白。DNA複製所需要的酶都在這一時期合成。

G2期（second gap）期為DNA合成後期，是有絲分裂的準備期。在這一時期，DNA合成終止，大量合成RNA及蛋白質，包括微管蛋白和促成熟因子等。

M期：細胞分裂期。

細胞的生命是一個持續更新、持續從頭開始的過程。從它的母細胞分裂開始，到它的子細胞形成或細胞自身死亡結束。而細胞周期（cell cycle）就是指從一次細胞分裂形成子細胞開始，到下一次細胞分裂形成子細胞為止所經歷的過程。其中，細胞在這種前期、生長、DNA複製和分裂等階段間循環會依次經歷G1期、S期、G2期和M期。

一直以來，區分細胞這4個階段並非易事，因為要同時對來自許多不同報告蛋白（作為報告基因的蛋白）的信號進行成像，在技術上是非常困難的，先前的系統只能簡單區分4個階段中的3個。其中S期到G2期一直是科學家觀察4個細胞周期的「盲區」。

fucci4，用於可視化的細胞4周期的報告系統

為了克服這一限制，美國斯坦福大學研究人員Michael Z Lin團隊開發了一種名為mMaroon1的熒光蛋白，其熒光位於可見光譜遠紅端，能同時與青綠、綠色和橙色熒光蛋白成像。

研究團隊使用這種遠紅報告蛋白來標記一種標誌著S期（DNA複製）到G2期（細胞生長）過渡期的蛋白，從而區分出了細胞周期的所有階段。

這項實驗主要包括：細胞克隆 ；誘變與文庫篩選；結構建模；熒光蛋白表徵； 細胞培養和病毒生產；哺乳動物細胞中Maroon亮度變化對比；融合蛋白的成像；四色成像； SLBP成像和PCNA時間制；細胞周期分布分析；統計分析以及對fucci4系統進行快照和延時成像。

在這個試驗中，熒光蛋白mMaroon1起到了關鍵作用，它奇異般地「點亮」生物分子或細胞，顯示出生物分子的活動情況，進一步幫助我們理解這些分子或細胞的活動規律和本質。

透過這一技術，科學家或能改進對細胞周期及其調控的表徵，開發出針對腫瘤細胞的新型治療手段。

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