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LUMICKS熒光光鑷系統(tǒng)在相分離研究域的應(yīng)用

來源:QUANTUM量子科學(xué)儀器貿(mào)易(北京)有限公司   2020年11月24日 10:11  

       相分離 (Phase separation)是目前發(fā)展非常迅速的個(gè)研究域,大量研究表明相分離在細(xì)胞中普遍存在,與基因組的組裝、轉(zhuǎn)錄調(diào)控等生物學(xué)過程密切相關(guān);相分離的失衡可能會導(dǎo)致些疾病(如神經(jīng)退行性疾病)的發(fā)生,通過干擾異常“相分離”也有希望會成為治療相關(guān)疾病的新手段。

 

       由于技術(shù)的限制,研究相分離的方法并不多。大部分相分離的研究仍在依賴液滴間自發(fā)的相互作用,且僅能獲得"是"與"否"融合的結(jié)果,無法進(jìn)行更多的融合相關(guān)參數(shù)的比較。而實(shí)際上相分離的過程非常復(fù)雜,這就需要更加精密的技術(shù)手段。LUMICKS公司的熒光光鑷系統(tǒng)C-Trap將光鑷系統(tǒng)、共聚焦成像和微流控系統(tǒng)結(jié)合,可以實(shí)時(shí)的對單個(gè)蛋白液滴進(jìn)行捕獲、操控和測量(力學(xué)性質(zhì)+熒光信號),為相分離的研究提供新思路。

 

       以RNA/RNP的相互作用對蛋白液滴性質(zhì)與融合的影響為例,研究人員使用C-Trap光鑷系統(tǒng)誘導(dǎo)液滴融合,比較了不同凝結(jié)體的性質(zhì),通過融合時(shí)間對其融合能力和液滴穩(wěn)定性進(jìn)行了評估。 K/G-rich多肽序列與poly(U)RNA的融合速度 (平均0.0028 s/µm) 約為R/G-rich多肽序列與poly(A)RNA融合速度的兩倍 (圖1)。以上結(jié)果表明,前者具有更高的流動性和更低的黏度,以及短程引力和長程力調(diào)節(jié)RNA–多肽凝結(jié)過程,包括結(jié)合與凝固。通過進(jìn)步研究來源于FUS模型的R/G-rich序列與poly(A)或poly(U) RNA的相互作用可以確認(rèn),相變性質(zhì)因序列不同而不同。

 

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圖1. 不同RNA-RNP復(fù)合體在光鑷系統(tǒng)誘導(dǎo)下的融合狀態(tài)隨時(shí)間變化的圖像。R/G-rich序列的RNA-RNP復(fù)合體融合時(shí)間相對K/G-rich序列更長。 Poly(A)RNA相對poly(U) RNA會延長融合時(shí)間。

 

C-Trap系統(tǒng)具有多種適合測量液滴性質(zhì)并對不同實(shí)驗(yàn)條件下的結(jié)果進(jìn)行比較的功能。系統(tǒng)的空間與時(shí)間的高分辨率可在操控液滴的同時(shí)檢測液滴的活動。

 

•  可操控液滴誘導(dǎo)融合

•  可檢測不同實(shí)驗(yàn)條件下液滴的融合時(shí)間變化

•  可通過微流變學(xué)實(shí)驗(yàn)檢測液滴的黏彈性

•  可檢測單液滴在不同實(shí)驗(yàn)條件下的各項(xiàng)性質(zhì)

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