幾十年來(lái)，教科書(shū)寫(xiě)道活細(xì)胞內(nèi)DNA、RNA和蛋白質(zhì)等大分子不會(huì)獨(dú)立地發(fā)揮熒光。當(dāng)對(duì)大分子進(jìn)行成像時(shí)，人們需要依賴(lài)對(duì)大分子進(jìn)行標(biāo)記的熒光染料增強(qiáng)它們的對(duì)比度。

但是，如今，來(lái)自美國(guó)西北大學(xué)的Vadim Backman教授、Hao Zhang教授和Cheng Sun教授發(fā)現(xiàn)活細(xì)胞內(nèi)的大分子結(jié)構(gòu)事實(shí)上確實(shí)天然地發(fā)出熒光。這一發(fā)現(xiàn)可能為開(kāi)發(fā)出一種新的無(wú)需熒光標(biāo)記的超分辨率納米成像技術(shù)和擴(kuò)大對(duì)生物學(xué)過(guò)程的理解鋪平道路。

Zhang說(shuō)，“教科書(shū)寫(xiě)道，生物大分子不會(huì)吸收光線，也不會(huì)發(fā)出熒光。這是每個(gè)人學(xué)到的東西；它是訓(xùn)練的一部分，但是沒(méi)有人對(duì)此提出質(zhì)疑?！?/p>

為何之前沒(méi)有人觀察到生物大分子發(fā)出熒光？它們處于“暗態(tài)（dark state）”，即它們不吸收也不發(fā)出光線。但是它們花了如此長(zhǎng)的時(shí)間處于暗態(tài)，并不意味著它們從不會(huì)發(fā)出光線。Backman將這種情形比作為運(yùn)動(dòng)員的間歇訓(xùn)練。

Backman解釋道，“短跑選手交替進(jìn)行非常非?？焖俚乇寂芎托菹?。你可能在他們正在休息時(shí)捕捉到他們，就認(rèn)為他們不會(huì)做其他事情。DNA和蛋白質(zhì)就是這樣做的。它們?cè)诜浅６痰臅r(shí)間內(nèi)發(fā)出熒光，然后休息非常長(zhǎng)的時(shí)間?！?/p>

Backman、Zhang和Sun發(fā)現(xiàn)當(dāng)利用可見(jiàn)光進(jìn)行照射時(shí)，這些大分子被激活，并且發(fā)出足夠強(qiáng)的光線，這樣在不需要熒光染料的情形下對(duì)它們進(jìn)行成像。當(dāng)被合適波長(zhǎng)的光線激活時(shí)，它們甚至比攜帶最好的最為強(qiáng)大的熒光標(biāo)記時(shí)更好地發(fā)出光線。

Zhang說(shuō)，“鑒于染色是有毒的，這是比較理想的。此外，染色使得成像更不準(zhǔn)確?！?/p>

這種毒性使得很難準(zhǔn)確地對(duì)活細(xì)胞中的主動(dòng)過(guò)程進(jìn)行成像，這是因?yàn)檫@些細(xì)胞在加入熒光染料后很快就會(huì)死亡。盡管有特殊的染料被用來(lái)對(duì)活細(xì)胞進(jìn)行成像，但是它們只是讓這些細(xì)胞更慢地死亡。

Backman說(shuō)，“細(xì)胞可能在兩個(gè)小時(shí)內(nèi)死亡，不過(guò)仍然需要在頭半個(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行成像。但是你精確地測(cè)量什么？你實(shí)際上觀察什么？你正在觀察細(xì)胞發(fā)生的真實(shí)過(guò)程嗎？或者你正在觀察即將死亡的細(xì)胞中發(fā)生的過(guò)程嗎？沒(méi)有人知道?！?/p>

多謝Backman、Zhang和Sun，世界可能很快就會(huì)知道的。

(科順生物led-0755.cn）