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摘要：日本北海道大学的研究小组利用单体绿色荧光蛋白（eGFP）的荧光寿命测量，成功开发了一种用于测量高渗透压下细胞内分子拥挤状态变化的快速、高灵敏度的测量系统。

关键词：单体绿色荧光蛋白、高渗应激、分子拥挤、应激颗粒、生物分子

日本北海道大学的研究小组利用单体绿色荧光蛋白（eGFP）的荧光寿命测量，成功开发了一种用于测量高渗透压下细胞内分子拥挤状态变化的快速、高灵敏度的测量系统。

多年来，人们一直在研究高渗应激下的细胞内会发生什么样的环境变化，例如离子浓度通过细胞膜通道而变化等反应被称为高渗应激反应现象。

已知，此时由于细胞内的水分子也急剧减少，因此蛋白质等生物分子的浓度增加，分子拥挤程度增加；此外当高渗应激持续数小时时，细胞质中会出现称为应激颗粒的结构，蛋白质和核酸在其中聚集。

然而，在如此高的渗透压下，能够快速实时跟踪分子拥挤状态变化的测量方法十分有限。

研究小组使用eGFP（一种改良型的单体绿色荧光蛋白）作为探针分析了高渗应激下分子拥挤的增加。研究小组还重点关注了由于分子拥挤程度的增加而导致eGFP发光变得不稳定的现象。

为了在二维空间中测量这种发光的不稳定性，研究小组通过实时测量暴露于高盐浓度培养基之前和之后的eGFP表达细胞的荧光寿命，测量了暴露于高盐浓度的细胞内每隔几秒的荧光寿命。

结果发现，分子拥挤程度在高渗应激后立即增加最多，但在100秒内达到稳定状态，尽管它高于无应激状态。

研究还发现，迄今为止一直被称为是拥挤状态的荧光传感器的GimRET需要数百秒或更长时间才能达到稳定状态，但使用eGFP的荧光寿命测量可以追踪比GimRET更快的细胞内分子拥挤变化反应。此外，还可以检测到核质中的分子拥挤程度略高于细胞质中的分子拥挤程度。

研究小组认为，本成果未来可以应用于重要的传感器，用于分析其他细胞内细胞器中分子拥挤的增加。此外，由于响应速度快，其可用于分析当细胞在短时间内受到高渗透压时分子拥挤的变化。

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北海道大学：成功实现快速、高灵敏度的分子拥挤测量