生物评论周报第145期:Cell:利用荧光报告基因成像信号网络动态

 

1、Cell:利用荧光报告基因成像信号网络动态

 

11月23日,来自美国麻省理工学院Edward S. Boyden课题组在《细胞》杂志上发表了题为“Spatial Multiplexing of Fluorescent Reporters for Imaging Signaling Network Dynamics.”的研究成果,通过测量整个细胞内随机的、不同位置的每个信号,一次可以对多达5种不同类型的分子进行成像。

 

利用荧光报告基因成像信号网络动态

Fig 1| Graphical Abstract (来源 cell)

 

他们将荧光报告基因融合到一对自组装肽上,它可以稳定地聚集在细胞内的随机点上,其距离足以被显微镜分辨,但距离足够近,可以在空间上对相关生物学进行采样。因为可以将这些簇(他们称为信号报告岛(SiRI))进行模块化设计,所以它们可以有效地适应一组荧光报告子,以同时测量单个细胞内信号转导网络的多个节点。他们创建了用于第二信使和激酶指标的SiRI,并在培养的海马神经元和完整的脑切片中将它们用于接收cAMP驱动刺激的钙信号传导速度和PKA信号振幅之间的关系。

 

据介绍,为了分析信号转导网络如何将细胞输入转换为细胞输出,理想情况下,应同时测量网络内许多信号的动态。

 

(评论:解读分子及其所有的相互作用任务一直艰巨,能够从之前的观察一两个信号到现在五个也是大的突破。)

 

文章来源:

Changyang Linghu, Shannon L. Johnson et al,Spatial Multiplexing of Fluorescent Reporters for Imaging Signaling Network Dynamics. DOI: 10.1016/j.cell.2020.10.035, Cell:最新IF:36.216

 

2、Nature:开发出人类远端肺脏类器官模型

 

2020年11月25日,来自美国斯坦福大学Calvin J. Kuo等研究人员合作在《自然》发表了题为“Progenitor identification and SARS-CoV-2 infection in human distal lung organoids”的研究成果,开发出人类远端肺脏的类器官模型。

 

SARS-CoV-2感染远端肺器官样体

Fig 2| SARS-CoV-2感染远端肺器官样体(来源:nature截图)

 

研究人员开发了远端祖细胞的长期无饲养层、化学定义培养物,其作为源自单个成年人类肺泡上皮II型(AT2)或KRT5+基底细胞的类器官。AT2类器官表现出AT1转分化潜能,而基底细胞类器官发展出由分化的棒状和纤毛细胞排列的内腔。对基底类器官KRT5+细胞的单细胞分析显示出一个独特的ITGA6+ ITGB4+有丝分裂群体,其增殖进一步分离为TNFRSF12Ahi亚群,占KRT5+基底细胞的10%,位于末端细支气管内的簇中,并表现出丰富的克隆形成类器官生长活性。

 

研究人员创建了远端肺脏类器官,其顶端朝外,从而在暴露的外表面上表达ACE2,可促进SARS-CoV-2感染。人类远端肺脏的长期无饲养层类器官培养物以及单细胞分析,可鉴定基底细胞功能异质性,并为人类远端肺部感染(包括与COVID-19相关的肺炎)建立了简便的体外类器官模型。

 

(评论:体外三维人体远端肺培养系统将极大地促进对间质性肺疾病、癌症和SARS-CoV-2相关的COVID-19肺炎的病理研究。)

 

文章来源:

Ameen A. Salahudeen, Shannon S. Choi, Progenitor identification and SARS-CoV-2 infection in human distal lung organoids. DOI: 10.1038/s41586-020-3014-1. Nature:最新IF:43.07

 

3、Nature Methods:新型定量蛋白质组学分析方法

 

2020年11月23日,美国威斯康星大学麦迪逊分校Joshua J. Coon、Jesse G. Meyer等研究人员合作在《自然—方法学》杂志上发表了题为“Quantitative shotgun proteome analysis by direct infusion.”的研究成果,开发出新型定量蛋白质组学分析方法。

 

DI-SPA分析肽

Fig 3| DI-SPA分析肽 (来源:Nature Methods截图)

 

研究人员发现,气相肽分离而非液相色谱可以实现快速蛋白质组分析。使用直接输注-霰弹枪蛋白质组分析(DI-SPA)和独立于数据的采集质谱仪(DIA-MS),研究人员证明了在质谱(MS)数据收集的几分钟内可以对500多种蛋白质进行靶向定量(每秒约3.5个蛋白质)。

 

研究人员在人类细胞培养物中营养素、基因型和线粒体毒素之间相互作用的复杂多因素蛋白质组学研究中应用了这项技术。仅在约4.4小时的MS数据收集中,研究人员从132个样品中进行了超过45,000次定量蛋白质测量。DI-SPA可在不使用液相色谱(LC)的情况下实现快速、无偏依的蛋白质组定量,从而提供了提高通量的方法,这对于需要对数千种蛋白质组进行分析的药物和生物标记物发现研究至关重要。

 

(评论:学习了)

 

文章来源:

Jesse G. Meyer, Natalie M. Niemi et al, Quantitative shotgun proteome analysis by direct infusion. DOI: 10.1038/s41592-020-00999-z, Nature Methods:最新IF:28.467

 

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