该技术允许在细胞管理过程中实时成像泛素蛋白

体内平衡指的是，细胞已经进化出一套复杂的系统，允许它们对环境做出反应，同时保持体内生理健康的平衡。当细胞受到压力时，这些系统尤其重要——例如，在极端温度或太阳紫外线辐射下——因为如果细胞不能对环境压力做出反应，很多事情就会出错。

自噬是一个过程细胞用于维持体内平衡。翻译过来就是“吞噬自己”，自噬分解在胁迫下在细胞内积聚的有毒物质。例如，自噬去除不能正确折叠的蛋白质，否则会形成有害的聚集体。自噬实际上是一种细胞内务管理蛋白质。

发表在杂志上的一项研究自噬，东京医科和牙科大学(TMDU)的研究人员描述了一种新的实验方法，可能阐明自噬的分子细节。他们的重点是泛素，在这一过程中的关键信号分子。

泛素是一种微小的蛋白质，它可以附着在细胞中的其他蛋白质上，比如错误折叠的蛋白质，并以它们为目标使其降解。在重复单元中添加泛素，形成一个自噬系统可以识别的泛素“尾巴”。这个被称为泛素化的步骤对于细胞决定哪些蛋白质需要被移除至关重要。尽管在这些蛋白质上可以形成许多复杂的泛素尾巴排列，但目前只对其中一些进行了详细研究。

“泛素实际上有8个不同的残基，当它在目标蛋白质上形成多泛素链时，它可以潜在地使用这些残基，”主要作者Yoichi Nibe解释说。“我们知道，用于连接的特定残基可以决定蛋白质在自噬过程中遵循的降解途径，但到目前为止，只有两个残基被确定。其他六个的功能基本上是未开发的领域。我们需要的是一个能够分析我们选择的任何泛素残留物的系统。”

为了达到这个目的，研究小组设计了一个系统，可以同时表达两个基因工程泛素分子。关键是，每一个泛素融合到一种叫做草毒绿的荧光蛋白的一半。当Kusabira Green的两个部分相邻时，就会发出绿光——所以最终的结果是，这两个泛素分子附着在一起的地方，细胞就会被点亮。

“用荧光分裂蛋白进行基因标记本身并不是一种新技术，”通讯作者Shigeru Oshima指出。“不同的是，这个系统可以让我们实时地在活细胞中可视化泛素的组装。我们可以通过实验诱导来严格控制泛素的表达，这是研究泛素化等高动态过程的理想方法。最重要的是，我们可以操纵泛素的单个残基，迫使细胞中形成特定的链。”

到目前为止，只有两个残基参与形成泛素链，即赖氨酸48和赖氨酸63，与自噬有关。新的系统允许球队增加第三个残留赖氨酸33泛素控制这个细胞管理系统的全部技能。研究小组希望他们的成像技术最终能结出更多的硕果。

大岛渚补充说:“这个系统非常通用。”“鉴于泛素化的复杂性，我们希望在未来发现一些有趣的功能。”

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