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研究方向3:光学探针


新型荧光蛋白的研究


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2008年度诺贝尔化学奖授予美国科学家下村修(Osamu Shimomura)、马丁.查非(Martin Chalfie)和钱永键(Roger Y. Tsien),以表彰他们在绿色荧光蛋白方面所做的突出贡献。结合先进的光学成像技术,基于荧光蛋白的光学成像极大推动了生物医学的发展。近几年,针对荧光蛋白的改造工作主要集中于提高荧光蛋白的亮度和光稳定性,改变Stokes位移(指激发峰与发射峰之间的距离)和光谱特性。然而,很多荧光蛋白,尤其是红色荧光蛋白,在蛋白质标记和细胞标记方面存在很多问题。通过晶体结构介导的理性设计和高通量筛选,获得能够更好标记蛋白和细胞的荧光蛋白。




高性能基因编码探针的研发


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细胞内各种信号分子在细胞内受到严格时空调控,调节着各种生理过程。其动力学的紊乱与疾病密切相关。如何在活细胞内实时追踪信号分子动力学一直是生命科学的热点和难点。基于荧光蛋白的荧光共振能量转移(FRET)和环化重排(CP)技术则提供了两种不同分子活性探针的构建策略。然而,现有的一些信号分子无上述探针,另外现有的一些探针的性能较差,无法应用于活体内。通过晶体结构介导的理性设计和大规模筛选,获得高性能(合适的亲和力,大动态范围,高信噪比)探针,并在细胞和活体水平监测信号分子的时空动力学。