最近来自耶鲁大学的研究人员发明了一种计算活细胞体内单个蛋白分子绝对数目的方法，并且利用这种方法还可以对蛋白分子所在的部位进行精确定位。这样以往在生物学上定量研究的两大难题都被解决了，文章发表在10月21日的Science上。文章的第一作者为华人学者——武建秋，他在青岛海洋大学获得的学士学位，在中科院获得的硕士学位，随后在北加州大学Chapel  Hill分校获得博士学位。http://www.yale.edu/pollard_lab/jianqiu_wu.htm                                

        武建秋博士将一个黄色荧光蛋白标记在目的蛋白上，并且在荧光显微镜下对活体酵母中的这些蛋白进行观察。他分别使用七个不用的样品蛋白证明了荧光的量度直接与细胞内蛋白的数量相关。

        利用这种技术，研究人员对含有标记蛋白的整个细胞进行系列拍照，记录下所有的荧光信号，并通过与标准化蛋白样品进行对比得到蛋白分子的数目。利用这种方法，无论蛋白是分散在细胞中还是聚集在某处都可以对其数目进行计算。

        武建秋博士对超过24种平均分布或是聚集在某处的蛋白进行计数。一些调控蛋白只有几百份拷贝，而一些常用的蛋白，如：肌动蛋白（actin）就有成千上万的拷贝。利用这种方法，研究人员首次发现了使细胞分裂，形成收缩环的蛋白在细胞中所占的比例。

        这种方法除了可以应用在酵母身上，还可以应用到其它的物种上。当然，在其它物种进行基因改造而标记上荧光蛋白是相对复杂的过程，但是加以时日，这种技术要应用到人类或者植物细胞上也是可能的。

        文章的通讯作者，耶鲁大学的Thomas  D.  Pollard教授表示：“过去没有人进行这种校准的工作，对生物学的研究总是趋于描述性的。这项技术使研究更加定量与动态（mechanistic）。如果你不知道蛋白的准确浓度是无法对细胞进行化学和物理学上的研究的。”

        目前，武建秋博士仍在耶鲁大学进行博士后工作。他向生物通记者介绍到，他的研究领域主要是肌动蛋白和肌球蛋白在胞质分裂（cytokinesis）过程中的作用。



        原文链接：Science.  2005  Oct  14;310(5746):310-4.

  Counting  cytokinesis  proteins  globally  and  locally  in  fission  yeast.

  Wu  JQ,  Pollard  TD.

  Department  of  Molecular,  Cellular,  and  Developmental  Biology,  Yale  University,  New  Haven,  CT  06520-8103,  USA.

  We  used  fluorescence  microscopy  to  measure  global  and  local  concentrations  of  28  cytoskeletal  and  signaling  proteins  fused  to  yellow  fluorescent  protein  (YFP)  in  the  fission  yeast  Schizosaccharomyces  pombe.  Native  promoters  controlled  the  expression  of  these  functional  YFP  fusion  proteins.  Fluorescence  measured  by  microscopy  or  flow  cytometry  was  directly  proportional  to  protein  concentration  measured  by  quantitative  immunoblotting.  

Global  cytoplasmic  concentrations  ranged  from  0.04  (formin  Cdc12p)  to  63  micromolar  (actin).  Proteins  concentrated  up  to  100  times  in  contractile  rings  and  7500  times  in  spindle  pole  bodies  at  certain  times  in  the  cell  cycle.  This  approach  can  be  used  to  measure  the  global  and  local  concentrations  of  any  fusion  protein.