双分子荧光互补技术(BiFC)

双分子荧光互补技术（BiFC）一、技术简介BiFC是由Hu等在2002年最先报道的一种直观、快速地判断目标蛋白在活细胞中的定位和相互作用的新技术[1].有报道在GFP的两个β片层之间的环结构（loop）上有许多特异位点可以插入外源蛋白而不影响GFP的荧光活性，BiFC技术正是利用该荧光蛋白家族的这一特性，将荧光蛋白分割成两个不具有荧光活性的分子片段，再分别与目标蛋白连接。如果两个目标蛋白因为有相互作用而接近，就使得荧光蛋白的两个分子片段在空间上相互靠近，重新形成活性的荧光基因而发出荧光。在荧光显微镜下，就能直接观察到两目标蛋白是否具有相互作用，并且在最接近活细胞生理状态的条件下观察到其相互作用发生的时间、位置、强弱、所形成蛋白复合物的稳定性，以及细胞信号分子对其相互作用的影响等，这些信息对研究蛋白质相互作用有重要意义。其后发展出的多色荧光互补技(multicolorBiFC)，不仅能同时检测到多种蛋白质复合体的形成，还能够对不同蛋白质间产生相互作用的强弱进行比较.这项技术不需要特殊的设备，相互作用的蛋白也不需要特别的理论配比。因此，BiFC技术已被国际上众多实验室采用，在活细胞内证明蛋白质的相互作用。本实验室成功应用该技术研究转录因子c-Jun、ATF2和c-Fos在原代神经元中的竞争性相互作用[2]。BiFC技术以下几个特点使其对于研究蛋白质相互作用具有独特的优势：1、能在显微镜下直接观察到蛋白相互作用而且不依赖于其它次级效应；2、该相互作用可以在活细胞中进行观察，排除了由于细胞裂解或固定可能带来的假阳性结果；3、蛋白质在近似生理条件的环境下表达，表达水平及特性如翻译后修饰极大地接近于内源蛋白；4、不需要蛋白质有特别的理论配比，能检测到不同亚群蛋白质间的相互作用；5、多色BiFC技术不仅能同时检测到多种蛋白质复合体的形成，还能够对不同蛋白质间产生相互作用的强弱进行比较；6、BiFC技术除了荧光倒置显微镜外，不要求特殊的设备。实验简单、快捷、直观，并适用于原核、真菌、植物、动物等多种组织、细胞.该技术的完善与发展必然会为蛋白质组学、蛋白质相互作用连锁图的建立带来福音.但是，该技术与大多检测蛋白质相互作用的技术一样，也存在着假阴性和假阳性的问题，需要在实验中仔细验证。二、实验步骤：1.将目的基因插入到含有N片段或C片段的载体中，构建成融合蛋白表达载体2.转染细胞，荧光显微镜下观察是否有相互作用。三、应用实例：Fig1:PotassiumdeprivationincreasesBiFCsignalsformedbyJunVN173andATF2VC155.CGNsweretransfectedwithplasmidsencodingJunVN173(JunVN)andATF2VC155(ATF2VC)togetherwithECFP.JunΔL3VNwereservedasacontrol.After16hr,CGNswereswitchedto25K,5Kmediafor1h.Photosweretakenonafluorescencemicroscopeatamagnificationof200×.ThewhitearrowsindicatedtheBiFCsignals(Venusfluorescence).ThetransfectedcellswerelysedforWesternblottingbyanti-Flagandanti-ATF2(20F1CST).CFPwerereprobedfornormalizingthetranfectionefficiency.ThepercentageofCFP-positivecellsexhibitingVenusfluorescencewasscored.Datawerepresentedasmeans±S.E.,n=3,Student’sttest,p0.05[2].1.Hu,C.D.,Y.Chinenov,andT.K.Kerppola,VisualizationofinteractionsamongbZIPandRelfamilyproteinsinlivingcellsusingbimolecularfluorescencecomplementation.MolCell,2002.9(4):p.789-98.2.Yuan,Z.,etal.,OpposingrolesforATF2andc-Fosinc-Jun-mediatedneuronalapoptosis.MolCellBiol,2009.29(9):p.2431-42.