2016值得關注的技術：新蛋白標記

　　今年第一期《Nature Methods》評出了2015的年度技術——單顆粒冷凍電鏡（cryo-EM）。除此之外，該雜志還對一些熱門技術進行了一番展望，包括細胞內蛋白標記、精準光遺傳學、高度多重成像、亞細胞圖譜分析等等。

　　熒光化學染料相對較小，具有很好的光物理性質和光譜跨度。這些特性使熒光染料特別有吸引力，有望替代熒光蛋白進行蛋白標記。研究者們正在積極開發相應的工具，在活細胞中用染料標記目的蛋白。

　　對于絕大多數應用來說，熒光染料需要能夠實現特異性的標記。現在已經有一些工具能做到這一點，比如SNAP和Halo標簽、FlAsH和ReAsH、和hexahistidine標簽。這些工具主要使用能特異性結合相應染料的小蛋白或多肽，對靶蛋白進行標記。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熒光，或者可以通過點擊化學（click chemistry）發出熒光。（延伸閱讀：Nature Methods發表新熒光標記技術）

　　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，能跨越活細胞膜的染料標記效率低、數量少、質量差。這類染料的開發目前是一個相當活躍的研究領域。毫無疑問，未來人們將大大增強熒光染料的標記效率，這會進一步提高定量成像的能力。可用染料將得到顯著改進，這會增加多重化，減少成像所需的光。全新的蛋白標記方法也將出現在人們眼前。

　　特異性蛋白標記有助于在固定細胞和活細胞中進行超高分辨率成像。當分辨率接近幾十納米的時候，標記造成的問題就會凸現出來。舉例來說，用抗體進行標記會使目標結構增加約10nm，而二抗會進一步增大檢測目標。為了解決這一問題，不少研究者正在開發納米抗體（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得到的單域抗體。與傳統IgG抗體相比，納米抗體具有分子質量小、容易生產、穩定性好、抗原結合力高等特點。

　　我們相信，新的一年會有更多更好的蛋白標記策略涌現出來，讓顯微成像登上一個新的臺階。