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量子点标记技术实现分子马达在活细胞的示踪
基于量子点的单分子荧光示踪技术，对于体外研究分子马达在细胞骨架上的行走模式具有重要意义。目前对于细胞内分子马达运动特性的研究，是通过对内吞体、黑素体等细胞器的示踪而间接实现的。这些细胞器通过分子马达运输，因此，对细胞器的运动监测可间接分析分子马达的运动特性。巴黎第六大学Giovanni Cappello课题组，利用量子点标记肌球蛋白（Myosin V）并递送入细胞内，在单细胞水平、以高时间和高空间分辨率记录了肌球蛋白在微丝骨架上的运动特性。
Paolo Pierobon等纯化钙调蛋白并进行生物素处理，生物素化的钙调蛋白可吸附于肌球蛋白，进而通过生物素-亲合素的结合特性，与链霉亲合素偶联的量子点（Streptavidin conjugated Quantum Dots, SA-QDs）结合，从而实现量子点对肌球蛋白的标记（图1）。对于量子点标记的肌球蛋白，体外实验证实量子点没有对肌球蛋白活性造成影响，进而通过渗透压的改变递送入Hela细胞内，利用宽场落射荧光显微镜采集图像（图2），通过程序分析，获得肌球蛋白的步进速度、步距、驻留时间以及累进距离等参数，从而填补了活细胞内对马达分子进行在体研究的空白。
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图1 肌球蛋白在微丝骨架上的步进模式图。 一个量子点（QD）偶联于肌球蛋白的一个IQ结构域。 |
图2 肌球蛋白在Hela细胞内沿微丝骨架运动的示踪与分析
(A) 量子点标记肌球蛋白（红色亮点）均匀分布于细胞内，微丝骨架由Alexa Fluor 488标记的鬼笔环肽染为绿色。(B) 量子点标记肌球蛋白（银灰色亮点）沿着微丝骨架（绿色）定向运动。(C) 量子点标记肌球蛋白（银灰色亮点）在细胞浆内随机扩散。
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