揭示发育中生物体中蛋白质相互作用网络的光照

研究人员首次成功地研究了生长在发育中的植物根部的蛋白质 - 蛋白质相互作用。由瓦赫宁根大学和研究所植物发育生物学系领导的三个国际研究小组的研究结果发表在“自然”杂志上。

该工作被认为是细胞和发育生物学领域的突破，因为生理条件下蛋白质之间的相互作用首次以完整的活体组织以非侵入性方式可视化。使用这种方法的结果将允许更好地理解蛋白质结合事件，这对许多重要的细胞功能是必不可少的，因为它们的功能是包括癌症在内的疾病的原因。

瓦赫宁根大学和研究所，阿姆斯特丹大学和杜塞尔多夫大学的联合合作成功地利用最先进的功能成像技术，在原生条件和细胞分辨率下绘制了植物根系中的蛋白质相互作用。最近在Nature发表的着作标题为“体内FRET-FLIM揭示拟南芥根中的细胞类型特异性蛋白质相互作用”结合FRET-FLIM(Förster共振能量转移) - 荧光寿命成像显微术)技术与遗传学和基因表达分析。该工作揭示了在活组织中，蛋白质复合物可以以细胞类型依赖性方式改变其构象，以调节特定基因表达程序，从而导致拟南芥根分生组织内特定细胞命运的精确规格和维持。

了解根增长

在生长的植物根部的顶端存在一群“干细胞”。这些细胞分裂并分化成不同的细胞类型，在植物根部产生不同的组织。每个细胞的命运，因此它将产生什么样的根组织，由组合模块决定，其中转录因子起关键作用。为了理解这些蛋白质如何调节细胞命运并从而调节根系生长，Ikram Blilou和她的博士生Yuchen Long面临着一系列关键转录因子之间相互作用的挑战，这些转录因子关注的是这些相互作用在不同组织中的时间和空间变化类型以及它们如何在根发育期间调节细胞命运

技术挑战

研究生物体中的蛋白质相互作用具有技术上的挑战性，因为它们的丰度低，难以通过传统的生物化学方法检测这些相互作用。在这项研究中，研究人员使用最先进的功能成像和分子生物学技术，使用FRET-FLIM(技术结合遗传学和基因表达分析)可视化特定的相互作用。蛋白质通过直接结合相互作用，这意味着它们非常接近在这种情况下，FRET技术用于通过用遗传编码的荧光蛋白标记目的蛋白质来检测这些相互作用。

综合专业知识

这项研究是三个国际团队之间成功合作的结果，此外还有由Ben Scheres教授领导的瓦赫宁根大学植物发育生物学小组，其工作涉及阿姆斯特丹Van Leeuwenhoek高级显微镜中心的Theodorus Gadella教授。Gadella团队，包括Joachim Goedhart和Marten Postma，在优化荧光蛋白，定量显微镜和先进的FRET-FLIM分析方面拥有长期的专业知识。与来自杜塞尔多夫大学的RüdigerSimon团队，包括Yvonne Stahl和Stephanie Stefanie-Weidtkamp-Peters以及高分辨率生命周期成像专家一起，实施了FRET-FLIM技术，克服了目前研究蛋白质的局限性细胞分辨率的复杂动力学。

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