2014值得關注的技術：迷你的胞內探針

　　2013年末，《Nature Methods》雜志將年度技術授予了單細胞測序(single-cell sequencing)。同時，雜志還介紹了2014年值得關注的技術，包括CRISPR和基因組編輯、神經學工具、原位測序、單顆粒低溫電子顯微鏡等。

　　追蹤小的分子并干擾其活性對了解活細胞如何工作很有用。隨著顯微鏡分辨率的提高，更多細胞進入到我們的視線。在這一背景下，選擇合適的探針就更為關鍵。于是，《Nature Methods》將目光投向一些細胞內的迷你粘合劑(mini-binders)，認為它們值得關注。

　　對于細胞內蛋白的探針而言，什么最關鍵?首先，它們應當是目標特異的。其次，不干擾蛋白的功能、定位或表達。此外，它們還應該足夠小，這樣才能接近角落中的蛋白。研究人員認為，遺傳編碼的探針是首選，因為它們能輕松導入特定細胞或靶定細胞器。

　　針對這些要求，研究人員開始將注意力轉向胞內抗體和適體。胞內抗體(intrabody)是指在細胞內表達并作用于細胞內組分的抗體。它們可從一些天然產生極小抗體的動物(如駱駝或鯊魚)中獲得，也可經大的哺乳動物抗體改造而來。適體(aptamer)是指與特定的目標分子結合的寡聚核酸或是肽鏈。適體常常從大量的隨機序列被挑選出來，但天然的適體依舊存在如核糖開關中。

　　編碼這些迷你粘合劑的基因可與其他遺傳編碼的元件或蛋白相融合，以監控或擾亂細胞內的組分和過程。美國南加州大學的研究人員就在《Neuron》報道了這樣的成果。他們將胞內抗體與神經突觸蛋白相結合，實時觀察活神經元的突觸。這使得研究人員首次觀察到興奮性和抑制性的突觸。

　　瑞士巴塞爾大學的研究人員也開發出一種遺傳編碼的方法，來快速去除真核生物遺傳體系中的綠色熒光蛋白(GFP)。這種基于納米抗體的方法是通用的，因為它依賴進化上高度保守的真核功能-泛素通路。納米抗體也被加州大學的研究人員所采用，來分析G蛋白偶聯受體(GPCR)的動態構象變化。

　　此外，哈佛大學醫學院的研究人員還以GFP為支架，將不同的分子組件組合在一起，驅動基因表達。他們以結合 GFP的納米抗體為基礎，構建出一系列嵌合蛋白或融合蛋白結構域。當兩種這樣的融合蛋白被導入到細胞時，GFP將它們結合在一起，從而觸發這些融合蛋白的相互依賴的活性。

　　《Nature Methods》編輯Erika Pastrana認為，這些探針的進一步優化將使其應用更方便、更廣泛。鑒于它們的獨特性質，這些迷你粘合劑無疑是生物學實驗中大有前途的工具。