生物学家开发出新记录的亮红色荧光蛋白

为了理解细胞分裂、分泌激素或向另一个细胞传递信号的原因，生物学家经常使用一个技巧。他们将彩色光附加到感兴趣的蛋白质上，这样他们就可以在显微镜下跟踪这些蛋白质在活细胞中的运动和相互作用。这些灯的颜色越多，它们可以同时进行的过程就越多。

在1990年代，科学家首次使用荧光蛋白作为细胞中的有色标记。这种蛋白质是绿色的，来自荧光水母。通过修补绿色蛋白质，随后出现了蓝色、绿松石色和黄色变体。2000年代，在珊瑚中发现了一种红色荧光蛋白。但事实证明，将这种蛋白质转化为可用于细胞研究的可用且明亮的红光更具挑战性。

创建mScarlet3

2016年，阿姆斯特丹大学生物学家DorusGadella的团队成功创造出一种新的鲜红色荧光蛋白，形成了巨大的飞跃。他们将这种蛋白质命名为mScarlet。他们的红色发光蛋白很快被科学界发现。编码mScarlet的DNA已被请求约3,400次，现在世界上几乎每个国家都将其用于细胞生物学研究。

不幸的是，在哺乳动物细胞中，mScarlet蛋白的折叠速度比常用的绿色荧光蛋白更慢、更不完全，导致这些细胞中的亮度不是最佳的。因此，该团队继续研究这种蛋白质，并试图加速和最大化折叠。

他们使用了他们已经开发的两种mScarlet变体，一种折叠速度快但亮度较低，另一种折叠速度慢但最终发出明亮的荧光。他们试图将这两者的积极特性结合到一种新的蛋白质中。在蛋白质结构的一些有针对性的变化的帮助下，他们成功地实现了这一目标，从而产生了mScarlet3。这个最新的变体现在结合了最大亮度和快速完整的折叠。

最后，为了测试mScarlet3的结构，生物学家将他们的创造物发送到格勒诺布尔的InstitutdeBiologieStructurale(CNRS、CEA、UniversitéGrenobleAlpes)。结构生物学家AntoineRoyant使用世界上最亮的X射线源欧洲同步加速器ESRF来绘制蛋白质的分子结构图。

Royant说，“事实证明，mScarlet3之所以如此明亮，是因为蛋白质中有一种特殊的疏水性(油性)局部结构，它既加速又改善了蛋白质的折叠。”

该团队的最新研究发表在《自然方法》杂志上。

新标准

有了这种新的、大大改进的红色荧光蛋白，科学家们在实验室中可以使用的工具箱现在比以往任何时候都更加完整。Gadella指出，“mScarlet的体验已经非常积极，这就是为什么我们预计mScarlet3将在研究人员中变得更加流行，并将迅速成为全球新标准。亮红色荧光蛋白受到高度追捧，因为这些红色蛋白的激发比令人兴奋的绿色蛋白质对细胞的危害更小。

“此外，红光散射较少，这意味着您还可以使用显微镜观察更深细胞层中的分子过程。借助mScarlet3，我们终于拥有了一种非常坚固的亮红色荧光蛋白，它可以快速、完全地折叠而没有进一步的缺点。我们对mScarlet3的新应用抱有很大期望，包括制造新的红色荧光生物传感器，其中mScarlet3可用于对特定细胞功能进行成像。”

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