非天然氨基酸荧光标记新方法用于超高分辨率胰岛素囊泡定位研究

非天然氨基酸标记技术和超高分辨显微成像技术是蛋白质标记和显微成像领域的前沿技术和研究方向。本课题首先将发展新的氨酰tRNA合成酶/tRNA正交体系，建立非天然氨基酸筛选和标记平台，拓展非天然氨基酸标记方法，并将该非天然发氨基酸标记技术从细胞水平发展到多细胞生物在体水平。然后将结合已有的光学成像方面的优势，发展全新的基于非天然氨基酸标记的超高分辨显微成像方法，并利用该方法，以转基因敲除糖尿病小鼠为模型，研究胰岛素致密核心大囊泡在糖尿病小鼠与正常小鼠胰腺beta细胞中的超高分辨定位差异。总之，本课题拟将非天然氨基酸标记技术和超高分辨显微成像技术相结合，发展全新的基于非天然氨基酸标记的超高分辨成像技术，有利于促进蛋白质标记技术和超高分辨成像技术的双重发展。

为了实现超分辨率胰岛素囊泡定位，发展了一系列荧光标记方法。按照研究计划，优化了在线虫中的非天然氨基酸标记条件，并将UAA标记到荧光蛋白中。发展了能特异标记自噬溶酶体的新型荧光探针、用于胰岛素囊泡定位的蛋白标记方法，通过非天然氨基酸标记实现了对目标蛋白实时定位和功能调控。研究了STIM1调控CRAC通道的分子机制和spin-1通过调控溶酶体的功能参与了线虫脂代谢过程。. 此外，还发展了一系列可以用于超高分辨显微成像标记的可逆光激活荧光蛋白和光转化荧光蛋白mEos3、mGeos、Skylan系列，这些荧光蛋白在多种成像方法中表现优异，并且改善了超分辨方法，实现快速计算FID3B。