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今年*期《Nature Methods》評出了2015的年度技術(shù)——單顆粒冷凍電鏡（cryo-EM）,。除此之外,，該雜志還對一些熱門技術(shù)進(jìn)行了一番展望,，包括細(xì)胞內(nèi)蛋白標(biāo)記,、光遺傳學(xué),、高度多重成像、亞細(xì)胞圖譜分析等等,。
熒光化學(xué)染料相對較小,，具有很好的光物理性質(zhì)和光譜跨度。這些特性使熒光染料特別有吸引力,，有望替代熒光蛋白進(jìn)行蛋白標(biāo)記,。研究者們正在積極開發(fā)相應(yīng)的工具，在活細(xì)胞中用染料標(biāo)記目的蛋白,。
對于絕大多數(shù)應(yīng)用來說,，熒光染料需要能夠?qū)崿F(xiàn)特異性的標(biāo)記。現(xiàn)在已經(jīng)有一些工具能做到這一點,，比如SNAP和Halo標(biāo)簽,、FlAsH和ReAsH,、和hexahistidine標(biāo)簽,。這些工具主要使用能特異性結(jié)合相應(yīng)染料的小蛋白或多肽，對靶蛋白進(jìn)行標(biāo)記,。還有一種方法是在蛋白翻譯過程中摻入非天然氨基酸,，這些非天然氨基酸本身就發(fā)熒光，或者可以通過點擊化學(xué)（click chemistry）發(fā)出熒光,。
雖然這些方法越來越受歡迎,，但它們也遇到了一些問題。舉例來說,，熒光染料在多重成像中用處有限,，能跨越活細(xì)胞膜的染料標(biāo)記效率低,、數(shù)量少、質(zhì)量差,。這類染料的開發(fā)目前是一個相當(dāng)活躍的研究領(lǐng)域,。毫無疑問，未來人們將大大增強熒光染料的標(biāo)記效率,，這會進(jìn)一步提高定量成像的能力,。可用染料將得到顯著改進(jìn),，這會增加多重化,，減少成像所需的光。全新的蛋白標(biāo)記方法也將出現(xiàn)在人們眼前,。
特異性蛋白標(biāo)記有助于在固定細(xì)胞和活細(xì)胞中進(jìn)行超高分辨率成像,。當(dāng)分辨率接近幾十納米的時候，標(biāo)記造成的問題就會凸現(xiàn)出來,。舉例來說,，用抗體進(jìn)行標(biāo)記會使目標(biāo)結(jié)構(gòu)增加約10nm，而二抗會進(jìn)一步增大檢測目標(biāo),。為了解決這一問題,，不少研究者正在開發(fā)納米抗體（nanobodies）。納米抗體是來自駱駝的小抗體片段,，是人們用基因工程方法克隆駱駝重鏈抗體可變區(qū)得到的單域抗體,。與傳統(tǒng)IgG抗體相比，納米抗體具有分子質(zhì)量小,、容易生產(chǎn),、穩(wěn)定性好、抗原結(jié)合力高等特點,。
我們相信,，新的一年會有更多更好的蛋白標(biāo)記策略涌現(xiàn)出來，讓顯微成像登上一個新的臺階,。