自动荧光显微系统：高效光控蛋白

光遗传学是最近几年来最具创新性的显微技术之1，通过结合遗传学和光学方法，科学家们可以利用光来特异性控制活细胞中精确时间段的蛋白活性，和蛋白相互作用。

文献来源：Developmentofanautomatedfluorescencemicroscopysystemforphotomanipulationofgeneticallyencodedphotoactivatableproteins(optogenetics)inlivecells.

在进行光遗传学实验的时候，研究人员常常需要使用1种激光共焦显微镜的光漂白模式（photobleachingmode）。虽然目前特殊激光或其它通过光学半导体作为数字微镜设备（digitalmicromirrordevices）的照明系统，已得到了长足发展，但是这些设备价格依然居高不下，而且也只能用于细胞生物学研究中的几种光应对蛋白。

为了解决这1问题，来自日本香川大学的NobukazuAraki与他的同事研发出了1种自动荧光显微系统，这类系统采取传统的光学零件和软件，能操控活细胞中的基因编码光应对蛋白。这1研究成果公布在6月的Microscopy杂志上。

“这个系统比其它采取光漂白模式的共焦显微镜或数字微镜设备更加便宜，而且也能有效的激活光敏蛋白，自动荧光显微系统：高效光控蛋白，”Araki说。

Araki和他的团队利用1种称为MetaMorph的成像软件，编写活细胞自动化延时成像程序，这类程序也能帮助研究人员控制光的波长和强度，光活化的延续时间，和靶标照明区域的大小。

为了验证这1系统，研究人员对小鼠进行了基因改造，自动荧光显微系统：高效光控蛋白，令其巨噬细胞样细胞表达1种蛋白：Rac1（这类蛋白能操控细胞运动）与1种光敏蛋白light-oxygen-voltage2(LOV2)结构域的融会蛋白，后者是在植物中发现的蛋白（phototropins）。

然后研究人员又利用蓝光激活了光敏Rac1蛋白，自动荧光显微系统：高效光控蛋白，致使细胞膜紊乱，这是许多活性迁移细胞的典型特点。这类应对是可逆的，也就是说在蓝光照耀下1到两分钟内，细胞能表达光敏Rac1细胞膜紊乱，这段时间与细胞被照耀的时间1样长，随着光源被关闭这类特点也在随后几分钟内减少。

这项研究表明了非激光的传统荧光显微技术，也能有效的用于触及光敏Rac1蛋白的光遗传学实验。作者认为，这类便捷的显微系统将有助于光应对蛋白在细胞生物学中的利用，也将极大的扩增其利用范围。

“我们目前利用这1显微镜系统进行光动力癌症疗法的研发”，Araki说，“我们希望这类简单可靠的系统能用于广泛的遗传学研究，促进生物医学的进步。”