兩個獨立的研究小組運用熒光標(biāo)記技術(shù)和先進(jìn)的視頻顯微鏡技術(shù),獲得了高爾基體潴泡成熟模型視覺方面的證據(jù).
根據(jù)水泡運輸模型的預(yù)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(rèn)為,高爾基潴泡是瞬時的、不斷演化的結(jié)構(gòu)體.雖然生化研究方面的證據(jù)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(xì)胞成像技術(shù)方面沒有獲得有關(guān)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(shù)方面的新進(jìn)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(xué)Benjamin Glick研究組和日本RIKEN發(fā)現(xiàn)研究所的Akihiko Nakano研究組.
高爾基體,是一種細(xì)胞器官的有趣名稱.從某種意義上講,它在細(xì)胞中的作用就像一個郵局,先接收來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)新合成的蛋白質(zhì),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(zhì)發(fā)送到細(xì)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(zhì)是如何從早期的高爾基潴泡單元轉(zhuǎn)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(nèi)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(jù)是如此清楚地被排除出去,Glick也感到驚訝."我們一直擔(dān)心的是,高爾基體潴泡也許經(jīng)常會經(jīng)受融合和裂解的變化,這些事情將會使解釋變得復(fù)雜起來,"他說.
Glick和Nakano兩個小組使用的都是酵母細(xì)胞,高爾基潴泡在酵母細(xì)胞當(dāng)中并不會發(fā)生堆積,這樣以來更容易對單個的潴泡進(jìn)行可視化拍攝.此前,最大的技術(shù)挑戰(zhàn)就是如何開發(fā)出先進(jìn)的成像技術(shù)；兩個小組開發(fā)出了顧客型三維共焦距視頻顯微鏡技術(shù)系統(tǒng),從而可以首次進(jìn)行多色的活細(xì)胞成像."我們現(xiàn)在能清晰地觀察到酵母高爾基體潴泡的管狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),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(jìn)行標(biāo)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(jìn)行標(biāo)記(反過來也是如此).他們提出假說認(rèn)為,如果穿越高爾基體的蛋白是通過水泡運輸?shù)?那么就無法確定標(biāo)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(zhuǎn)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(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)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(biāo)合作比競爭更能獲得豐富的成果."這些論文將被仔細(xì)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(jié)論,這一事實正得到確認(rèn),我們在這一領(lǐng)域也應(yīng)該比其他人的工作更有說服力."
關(guān)鍵詞:顯微鏡技術(shù),電子顯微鏡,視頻顯微鏡技術(shù)
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