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IXThinker·2026-10-30 18:50

從頭設計羅丹明結合蛋白,實現75℃活細胞成像

生物醫藥學術研究人工智能

螢光成像是解析細胞結構與蛋白動態的重要技術,但現有標記工具各有局限。加州大學舊金山分校團隊結合人工智能與理性設計,從頭開發出約17 kDa的廣譜羅丹明結合蛋白,成功在75℃高溫環境下實現嗜熱古菌活細胞成像,成果已發表於Cell。

現有工具的局限

天然熒光蛋白受發色團成熟速度與光譜選擇範圍所限;HaloTag、SNAP-tag等自標記標籤雖可靈活搭配合成熒光染料,但分子尺寸普遍較大,共價標記不可逆轉,光漂白後無法補充染料,在高溫環境下的穩定性亦不足。

AI輔助從頭設計

加州大學舊金山分校William F. DeGrado與黃波團隊結合人工智能與理性設計,開發出約17 kDa的廣譜羅丹明結合蛋白,在單一體系中同時兼顧高亮度、小尺寸、可逆結合與極端環境穩定性,回應了螢光標記工具長期面對的核心挑戰。

高溫環境下驗證

新蛋白成功應用於75℃嗜熱古菌的活細胞螢光成像,顯示其可在極端溫度環境中穩定標記並觀察細胞活動,為嗜熱微生物研究與極端環境下的生命科學實驗,提供了兼顧性能與適應性的新型標記工具選擇。