活細胞肽核酸(PNA)標記實現膜蛋白的可擦除螢光成像

2020-12-24 科學網

活細胞肽核酸（PNA）標記實現膜蛋白的可擦除螢光成像

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/12/9 12:55:02

德國柏林洪堡大學的Oliver Seitz小組取得一項新突破。他們的最新研究開發了用於活細胞的肽核酸標籤，實現膜蛋白的可擦除螢光成像。 該研究於2020年發表於《自然—化學》雜誌。

課題組報告了一個共價標記反應，可以引入生物穩定的肽核酸（PNA)。反應在幾分鐘之內進行，且對於一個2kDa捲曲螺旋肽標籤具有特異性。一旦安裝完畢，PNA標籤作為一個通用的「登陸平臺」，通過核酸雜交實現螢光染料的「招募」。研究人員通過募集不同的螢光團、組裝多個螢光團以提高亮度和通過toehold介導的鏈置換實現可逆標記來證明這種方法的多功能性。

此外，該課題組研究人員表明，標籤可以使用兩種不同的捲曲螺旋體系，在表皮生長因子受體和內皮素B型受體上實現，且在HEK293和CHO細胞內都可行。課題組人員應用該方法來監測CHO細胞上表皮生長因子受體的內在化。

據了解，DNA納米技術是一個新興領域，為細胞表面蛋白的操控和成像提供了非常有趣的機遇。取得進展的關鍵是在活細胞中建立核酸-蛋白質連接的能力。

附：英文原文

Title: Live cell PNA labelling enables erasable fluorescence imaging of membrane proteins

Author: Georgina C. Gavins, Katharina Grger, Michael D. Bartoschek, Philipp Wolf, Annette G. Beck-Sickinger, Sebastian Bultmann, Oliver Seitz

Issue&Volume: 2020-12-07

Abstract: DNA nanotechnology is an emerging field that promises fascinating opportunities for the manipulation and imaging of proteins on a cell surface. The key to progress is the ability to create a nucleic acid–protein junction in the context of living cells. Here we report a covalent labelling reaction that installs a biostable peptide nucleic acid (PNA) tag. The reaction proceeds within minutes and is specific for proteins carrying a 2kDa coiled-coil peptide tag. Once installed, the PNA label serves as a generic landing platform that enables the recruitment of fluorescent dyes via nucleic acid hybridization. We demonstrate the versatility of this approach by recruiting different fluorophores, assembling multiple fluorophores for increased brightness and achieving reversible labelling by way of toehold-mediated strand displacement. Additionally, we show that labelling can be carried out using two different coiled-coil systems, with epidermal growth factor receptor and endothelin receptor type B, on both HEK293 and CHO cells. Finally, we apply the method to monitor internalization of epidermal growth factor receptor on CHO cells.

DOI: 10.1038/s41557-020-00584-z

Source: https://www.nature.com/articles/s41557-020-00584-z

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