研究小组开发了一种新技术来释放和研究细胞中的单个蛋白质

柏林弗雷大学的生物化学家Helge Ewers教授领导的一个研究小组开发了一种新技术，用于光介导的活细胞中蛋白质的释放和研究。该技术利用激光脉冲控制细胞内标记蛋白质分子的释放，从而更清楚地观察分子的功能。该团队认为，这种方法在未来的科学研究中有着广泛的潜在应用

在最简单的层面上，蛋白质可以被理解为微小的机器&mdash；尺寸仅为百万分之一毫米&mdash；它们负责在我们的细胞中执行大多数功能。为了更好地理解这些蛋白质，弗雷大学的尤尔斯小组；柏林化学和生物化学研究所开发了一种在分子水平上更好地观察细胞功能的方法

单分子显微镜，即观察单分子的能力，极大地增加了我们对细胞内发生的某些机制的理解，例如遗传物质是如何复制的。然而，迄今为止，这项技术的一个问题是，每个细胞都含有数千份每种蛋白质。这使得很难单独跟踪蛋白质来研究它们在细胞环境中的功能，即使它们被标记了颜色

Ewers和他的研究团队现在开发了一种新技术，使科学家能够同时观察到选定数量的标记蛋白质。该技术的工作原理是将标记的蛋白质结合到高尔基体上&mdash；一种存在于所有植物和动物细胞中的细胞器&mdash；使用一种特殊的蛋白质。然后，一个短暂的、可控的光脉冲切断了这种连接，使一些蛋白质能够被运送到细胞中执行其功能的地方

“这项新技术代表了研究细胞中单个蛋白质的突破。只需短脉冲的光，我们就可以以可控的方式在细胞中释放单个分子，并在这样做的过程中更好地观察它们的功能，”弗雷大学研究小组的负责人Ewers解释道；t.

弗赖伊大学细胞生物学家Purba Kashyap博士；t Berlin和该研究的第一作者强调，“一旦我们看到我们可以通过改变激光束的强度来控制释放的蛋白质数量，我们就知道我们的技术可以有广泛的应用，并对其他研究人员有很大帮助。”；t与柏林、汉堡和东京的其他实验室一起发表在最新版的《自然方法》上

Ewers说：“这种方法现在已经在三个不同的实验室中得到了很好的证实。它已经被证明是非常稳健的，我们已经与对其科学应用感兴趣的几方取得了联系。”。未来潜在的应用领域包括操纵受感染细胞或活生物体单个细胞中的蛋白质功能，更不用说这项技术对需要直接观察单个蛋白质及其功能的研究所代表的总体改进了

“例如，精确控制释放了多少蛋白质的能力将使我们能够精确计算出需要多少突变受体才能使细胞不受控制地自我繁殖，例如在癌症等疾病中。”

Ewers和他的团队已经在计划与外部合作伙伴实施这项技术，并进一步开发这项技术，“柏林是光遗传学研究的重要中心，这是一个探索如何利用光来解决生物问题的领域。我们很高兴能够与Andrew Plested教授（洪堡大学）和Marcus Taylor博士（马克斯·普朗克感染生物学研究所）如此有效地合作。”，工作组能够证明如何使用这项新技术来恢复有遗传缺陷的免疫细胞的蛋白质功能。与其他工作组的合作将旨在在不久的将来将新方法应用于果蝇