分享一篇发表在Nature chemistry上的文章“Live cell PNA labelling enables erasable fluorescence imaging of membrane proteins”。通讯作者是德国柏林洪堡大学化学系的Oliver Seitz教授。研究方向包括：化学蛋白合成、DNA/RNA检测模板化反应、RNA成像等。

课题组网页：

https://www.chemie.hu-berlin.de/en/forschung-en/seitz

在活细胞上选择性标记细胞表面受体的方法是研究其在天然环境中受体内在化、运输和降解的方法。以此来研究关键药物靶标的细胞信号传导。荧光蛋白与目标受体蛋白的融合使得可以通过荧光显微镜观察。基于自修饰酶的蛋白质标签或基于多肽的标签，已将蛋白质功能研究的范围扩展到有机荧光染料，而不仅仅局限于荧光标记。

最常用于将DNA附着到活细胞上的目标蛋白（POI）上的过程依赖于抗体-DNA偶联物与POI之间的非共价相互作用，并且已开发出各种化学方法将DNA与抗体连接。但是，基于抗体的连接模块会引入高分子量（150 kDa）的部件，这可能会影响POI功能。代谢糖工程被用于在活细胞上建立DNA和蛋白质之间的共价键，但是这种方法不允许标记特定的蛋白质。

用DNA对特定蛋白进行活细胞共价标记仍然是一个挑战，两种报道的方法涉及酶促融合蛋白。SNAP标签方法除了连接DNA之外，还引入了20 kDa的有效载荷。另一种报道的方法利用HUH结构域标签在其自身和单链DNA之间形成磷酸酪氨酸键。尽管该方法得益于较小的融合蛋白（11.3 kDa），但是两种方法在细胞培养中寡核苷酸的快速降解仍然是一个问题。建立的以较小的表达的肽标签进行的标记方法包括FlAsH / ReAsH试剂，硫辛酸连接酶或生物素连接酶。使用这些方法，蛋白质标记通常需要数小时，而连接酶方法需要生物正交化学，以允许对修饰的结合物进行二次标记。

在此，作者报道了一个安装生物稳定多肽核酸(PNA)标签的共价标记反应。该反应在几分钟内进行，并且对携带2 kDa coiled-coil肽标签的蛋白质具有特异性。一旦安装，PNA标签作为一个通用着陆平台，通过核酸杂交招募荧光染料。通过招募不同的荧光团，组装多个荧光团来增加亮度，并通过toehold-mediated链置换实现可逆标记，证明了这种方法的多功能性。此外，作者发现可以在具有表皮生长因子受体和B型内皮素受体的HEK293和CHO细胞上使用两种不同的coiled-coil系统进行标记。最后，作者还应用该方法监测表皮生长因子受体在CHO细胞上的内在化情况。

文献链接：

https://doi.org/10.1038/s41557-020-00584-z