光电国家实验室超分辨有机荧光探针研究获新成果

新闻网讯 （通讯员 陈智敏）光电国家实验室生物医学光子学功能实验室张玉慧教授研究团队通过对细胞穿膜肽的研究，利用其运载能力将不能透膜的荧光染料及特异性识别基团携带进入活细胞，突破以往光激活荧光化学探针中荧光染料及识别基团本身需要透膜的限制，为活细胞超分辨成像化学探针的构建提供了一种新策略。

11月20日，张玉慧教授和黄振立教授的合作研究成果――论文“用于活细胞超分辨成像的透膜光激活有机荧光探针构建新策略”（A general strategy for developing cell-permeable photo-modulatable organic fluorescent probes for live-cell super-resolution imaging）在《自然•通讯》（Nature Communications）发表。

张玉慧教授研究小组在国际上首次将细胞穿膜肽引入光激活荧光探针的构建中，得到了一系列新型透膜靶向光激活荧光化学探针，实现了在活细胞内对内源蛋白的直接特异性标记。与黄振立教授研究小组合作，利用其建立的TIRF超分辨成像系统及PALMER高密度定位算法，对活细胞内的溶酶体及肌动蛋白进行了超分辨成像，并在活细胞内首次记录了肌动蛋白重新排列的动态过程。该研究中的透膜靶向光激活探针是国际上首类能实现对活细胞内的内源蛋白直接进行标记的光激活荧光探针，在活细胞超分辨成像领域有着广阔的应用前景。

超分辨光学成像技术主要包括受激发射损耗显微术（Stimulated emission depletion microscopy，简称STED）和基于单分子定位的超分辨成像技术（Single-molecule localization microscopy，包括PALM，STORM等）。两种技术均突破了光的阿贝/瑞利极限，实现了在细胞内进行纳米尺度的光学检测。PALM与STED技术共同获得2014年诺贝尔化学奖。而PALM，STORM等的单分子定位超分辨成像技术的应用极大地依赖于光激活荧光探针。

此项工作由武汉光电国家实验室生物医学光子学功能实验室潘登、胡哲、仇丰武、黄振立、马意龙、王伊娜、秦岭松、张智红、曾绍群、张玉慧（通讯作者）共同完成。

该研究得到了国家“973”计划、国家自然科学基金创新群体、国家自然科学基金面上项目的支持。