活细胞华丽转身，实时揭示蛋白质动态之谜

莱斯大学的科学家们已经改造了活细胞，使其像微小的信标一样发光，实时揭示蛋白质的变化。

这一突破性的方法可能会改变研究人员研究复杂疾病（包括癌症）的方法，而不干扰细胞的自然过程。

通过将第21种氨基酸引入细胞，研究团队使得观察翻译后变化成为可能——这些微小的化学开关控制着生长、衰老和疾病——观察它们的发生。

该系统在细菌、人类细胞甚至活肿瘤模型中均有效，提供了一种比传统技术更安全、更精准的选择。

“这个系统让我们能够看到活细胞内蛋白质的看不见的舞蹈，”研究的通讯作者韩晓说。

“通过为细胞提供生产和感知一种新氨基酸的工具，让我们直接观察PTMs如何驱动活体动物的生物过程。”

这种方法依赖于工程细胞生产一种发光的赖氨酸。当蛋白质被修饰时，发光提供了一个视觉信号，让研究人员能够监测生物活动，而不需要破坏细胞或添加干扰性化学物质。

色素体证明概念

团队利用酶在细胞内生成乙酰赖氨酸，然后将其引入到特定位置的蛋白质中。因此，报告性蛋白质，包括荧光蛋白和酶，在发生修饰时会发出光。

“这种创新方法超越了以往的技术，消除了对外部化学物质的需求，使我们能够观察蛋白质在活细胞内自然发生的变化，”肖说。

发光传感器技术还使科学家能够研究调节细胞行为的酶类。

例如，研究团队研究了SIRT1，这是一种与炎症和癌症相关的后转录调控因子。

抑制SIRT1会阻止其活性，但在某些细胞系中却没有看到肿瘤生长减缓。

“在活体组织中看到乙酰化事件引发的发光反应令人兴奋，”肖补充道。“这让蛋白质调控的隐形世界变得生动可见，并为研究疾病机制和药物作用打开了新的可能性。”

超越癌症的应用

除了肿瘤研究，这项技术还有更广泛的应用。因为这个系统可以在活体生物中工作，它可以实时追踪疾病和治疗。其基于光的信号非常适合大规模药物筛选，针对那些控制翻译后修饰的酶。

未来的改进可能会把这种方法扩展到其他翻译后修饰或人源类器官系统，为实现更个性化的医学和更深入理解细胞调控铺平道路。

“通过这种活体传感器技术，我们的研究提供了一种创新工具，揭示了PTMs的动态世界，承诺重塑我们对与蛋白质调控相关疾病的理解和治疗，通过将不可见的分子信号转化为可见的生物故事，”研究的第一作者余虎说道。