活细胞中的光之秀

细胞内的荧光标记技术一直是研究领域中的重大挑战，特别是在活细胞中。CeMM的Stefan Kubicek领导的研究团队现已克服了这一障碍：他们开发了一种名为"vpCells"的方法，可以同时使用五种不同的荧光颜色标记多种蛋白质。这种自动化的高通量方法结合了AI辅助图像识别，为从基础细胞生物学到药物发现等各个学科提供了全新的应用可能性。

蛋白质是生命必不可少的组成部分，它们为细胞提供结构框架，作为酶控制代谢，并使细胞能够通过膜受体、转运蛋白或信号分子与环境进行交流。了解和探索蛋白质的功能，需要精确确定和跟踪其在细胞内的位置。然而，传统的荧光标记方法面临技术困难：通常只能将荧光标记附着到一个蛋白质上，要标记多个蛋白质通常需要杀死并固定细胞。

Kubicek的团队提出的新方法"vpCells"可以通过CRISPR/Cas9基因编辑工具，将荧光蛋白基因遗传附着到多个蛋白质上，实现多蛋白同时荧光标记。同时，vpCells使用五种互补的颜色，其中两种标记用于跟踪不同蛋白质，还有一种标记用于更好地区分单个克隆，另外两种标记则用于标记细胞核和细胞膜。

这种颜色方案不仅可以生成视觉上吸引人的图像，还可以通过光学识别系统识别不同的蛋白质。vpCells方法已经在超过4500个细胞系中成功应用，用于对1100多种蛋白质进行研究，并训练了AI模型，描述了这些蛋白质在基态的定位。此外，vpCells还被用于研究1000多种小分子物质对61种与癌细胞相关的蛋白质的影响，其中44种物质在6小时内改变了特定蛋白质的数量或定位。这项研究结果展示了vpCells方法的多样性和应用前景，从基础细胞生物学到应用药物发现都有着广泛的应用潜力。