几十年来，科学家们巧妙地运用免疫系统追踪入侵病原体的天然抗体和其选择性标记机制来设计基于抗体的各种探针，研究细胞内不同类型的蛋白质。*行之有效的一种技术名叫抗原表位标记（epitope tagging），抗原表位与目标蛋白融合，再使用荧光标记抗体使蛋白质可见。然而，这种技术只能观察固定的死细胞。

现在，科罗拉多州立大学和东京理工学院的跨学科团队为抗原探针库制作了一个新工具——可用于活细胞的基因编码探针。研究成果发表在7月3日的《Nature Communications》。


Stasevich实验室的博后学者Ning Zhao是这项技术的主要发明人，他们设计的新型抗体探针被亲切地称为“弗兰肯体（Frankenbody）”，因为它就像著名小说《弗兰肯斯坦》中描写的科学怪人。科学家们提取了正常抗体的结合区，即“粘性部分”，然后再将它们移植到不同支架上，从而在活细胞中保持稳定且保留抗体特异性。

“你直接可以把它当做活细胞成像试剂，”生物化学和分子生物学系助理教授Stasevich说。“不需要绿色荧光蛋白这些标签，它本身就是一种能与你的目标蛋白结合的荧光抗体。”

身披诺奖荣耀的绿色荧光蛋白是一种被广泛使用的生化工具。然而，GFP尺寸相对较大，发光时间也受到一定的限制。新探针体积变小了，发光速度变快了，因此可以实时捕获目标蛋白的生成。

研究人员使用经典的HA标签测试了新工具。HA是一种小型线性表位标记，来源于人流感病毒蛋白凝血素的组成部分。“很长时间以来，我们一直在固定的、死亡的细胞中观察HA标记蛋白，”Stasevich说。“现在我们看到了这些蛋白在活细胞中的动态。”

未来他们还计划利用新探针来开展新型RNA成像实验。传统的抗体价格不菲（通常一个订单需花费数百美元），而且存在很多变异性，很难进入细胞。因此，Stasevich认为他们的新探针为蛋白质和RNA翻译成像提供了一种低成本的解决方案。

在本文中，科学家已经展示了一些应用，包括单蛋白追踪、单RNA翻译成像和斑马鱼胚胎的放大荧光成像。所有这些实验对传统的荧光蛋白标签都很有挑战性。