量子點(diǎn)標(biāo)記技術(shù)實(shí)現(xiàn)分子馬達(dá)在活細(xì)胞的示蹤

基于量子點(diǎn)的單分子熒光示蹤技術(shù)，對(duì)于體外研究分子馬達(dá)在細(xì)胞骨架上的行走模式具有重要意義。目前對(duì)于細(xì)胞內(nèi)分子馬達(dá)運(yùn)動(dòng)特性的研究，是通過對(duì)內(nèi)吞體、黑素體等細(xì)胞器的示蹤而間接實(shí)現(xiàn)的。這些細(xì)胞器通過分子馬達(dá)運(yùn)輸，因此，對(duì)細(xì)胞器的運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)可間接分析分子馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)特性。巴黎第六大學(xué)Giovanni Cappello課題組，利用量子點(diǎn)標(biāo)記肌球蛋白（Myosin V）并遞送入細(xì)胞內(nèi)，在單細(xì)胞水平、以高時(shí)間和高空間分辨率記錄了肌球蛋白在微絲骨架上的運(yùn)動(dòng)特性。

Paolo Pierobon等純化鈣調(diào)蛋白并進(jìn)行生物素處理，生物素化的鈣調(diào)蛋白可吸附于肌球蛋白，進(jìn)而通過生物素-親合素的結(jié)合特性，與鏈霉親合素偶聯(lián)的量子點(diǎn)（Streptavidin conjugated Quantum Dots, SA-QDs）結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)對(duì)肌球蛋白的標(biāo)記（圖1）。對(duì)于量子點(diǎn)標(biāo)記的肌球蛋白，體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)量子點(diǎn)沒有對(duì)肌球蛋白活性造成影響，進(jìn)而通過滲透壓的改變遞送入Hela細(xì)胞內(nèi)，利用寬場落射熒光顯微鏡采集圖像（圖2），通過程序分析，獲得肌球蛋白的步進(jìn)速度、步距、駐留時(shí)間以及累進(jìn)距離等參數(shù)，從而填補(bǔ)了活細(xì)胞內(nèi)對(duì)馬達(dá)分子進(jìn)行在體研究的空白。

圖1 肌球蛋白在微絲骨架上的步進(jìn)模式圖。 一個(gè)量子點(diǎn)（QD）偶聯(lián)于肌球蛋白的一個(gè)IQ結(jié)構(gòu)域。

圖2 肌球蛋白在Hela細(xì)胞內(nèi)沿微絲骨架運(yùn)動(dòng)的示蹤與分析

(A) 量子點(diǎn)標(biāo)記肌球蛋白（紅色亮點(diǎn)）均勻分布于細(xì)胞內(nèi)，微絲骨架由Alexa Fluor 488標(biāo)記的鬼筆環(huán)肽染為綠色。

(B) 量子點(diǎn)標(biāo)記肌球蛋白（銀灰色亮點(diǎn)）沿著微絲骨架（綠色）定向運(yùn)動(dòng)。

(C) 量子點(diǎn)標(biāo)記肌球蛋白（銀灰色亮點(diǎn)）在細(xì)胞漿內(nèi)隨機(jī)擴(kuò)散。