近日，測(cè)試中心顯微成像分析平臺(tái)與生命科學(xué)學(xué)院胡宇飛課題組合作，在Plant Biotechnology Journal（中科院1區(qū)Top期刊）發(fā)表了題為“Validating the utility of APEX2 for protein localization at nanometre resolution in plant cells”的研究論文。該研究系統(tǒng)評(píng)估了APEX2標(biāo)簽在植物蛋白質(zhì)電鏡亞細(xì)胞定位中的應(yīng)用效果。

利用電子顯微鏡實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的高分辨率定位是研究蛋白質(zhì)功能的重要手段。APEX2（抗壞血酸過(guò)氧化物酶衍生物）標(biāo)簽最初開(kāi)發(fā)用于動(dòng)物蛋白質(zhì)的電鏡亞細(xì)胞定位研究，因其具有耐受電鏡液固定、不含二硫鍵且在所有細(xì)胞區(qū)域均能穩(wěn)定發(fā)揮催化活性等優(yōu)勢(shì)而廣受青睞。盡管該技術(shù)已在動(dòng)物細(xì)胞中成功應(yīng)用十余年，但由于APEX2來(lái)源于植物的抗壞血酸過(guò)氧化物酶，研究者普遍擔(dān)憂植物細(xì)胞內(nèi)豐富的內(nèi)源性過(guò)氧化物酶可能導(dǎo)致背景染色干擾，這使得該技術(shù)在植物研究領(lǐng)域的應(yīng)用長(zhǎng)期受限。然而，這種擔(dān)憂缺乏系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。因此，APEX2標(biāo)簽是否適用于植物蛋白質(zhì)的電鏡亞細(xì)胞定位研究，需通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

研究團(tuán)隊(duì)采用煙草葉片瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)，針對(duì)多種亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)（包括線粒體基質(zhì)及膜間隙、葉綠體內(nèi)外膜、基質(zhì)和類囊體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)外、高爾基體腔以及細(xì)胞質(zhì)膜等）的不同定位蛋白質(zhì)，建立了基于APEX2標(biāo)記和DAB染色方法，通過(guò)透射電鏡觀察證實(shí)了APEX2標(biāo)簽技術(shù)在植物細(xì)胞中的應(yīng)用。該研究為植物細(xì)胞蛋白質(zhì)的高分辨定位提供了可靠方法，并解決了長(zhǎng)期以來(lái)APEX2在植物研究中應(yīng)用受限的問(wèn)題。本研究驗(yàn)證了APEX2標(biāo)簽技術(shù)在植物雙膜細(xì)胞器（如線粒體和植物特有的葉綠體）研究中的優(yōu)勢(shì)；證實(shí)了APEX2標(biāo)簽技術(shù)適用于植物膜蛋白的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究；結(jié)果顯示植物細(xì)胞的內(nèi)源性過(guò)氧化物酶活性對(duì)蛋白質(zhì)定位產(chǎn)生的背景干擾并不顯著。

透射電鏡下APEX2標(biāo)簽指示不同蛋白在細(xì)胞中的定位

測(cè)試中心黃吉雷高級(jí)實(shí)驗(yàn)師為本文第一作者，生命科學(xué)學(xué)院胡宇飛副教授為本文通訊作者。測(cè)試中心劉傳荷老師、鄔曉仙老師，生命科學(xué)學(xué)院碩士研究生許鵬，本科生何婉賢、張熳和傅宗耀等參與本研究。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)高水平研究生實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)項(xiàng)目等項(xiàng)目資助。

據(jù)介紹，測(cè)試中心顯微成像分析平臺(tái)致力于電鏡技術(shù)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用拓展和超高分辨率光學(xué)成像技術(shù)，可提供生物電鏡樣品制備、電鏡超微形貌觀察，蛋白免疫電鏡膠體金標(biāo)記、冷凍超薄切片和超高分辨光學(xué)成像觀察等多種顯微成像技術(shù)和服務(wù)。

相關(guān)論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70135

文圖/測(cè)試中心（實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心）