最近发表在《自然通讯》上的一项新研究揭示了一种研究胚胎干细胞分化过程中细胞核内部运作的强大新方法。

　　由生命科学研究所和纳米科学和纳米技术中心的Eitan Lerner博士，耶路撒冷希伯来大学生命科学研究所和Edmond和Lily Safra脑科学中心(ELSC)的Eran Meshorer教授和多伦多大学的Sarah Rauscher教授领导的团队使用特殊发光蛋白(荧光蛋白或FPs)的特定特征，他们的荧光寿命，来了解细胞是如何变化和生长的。

　　这些以蛋白质为基础的报告者帮助他们了解了称为异染色质的DNA部分是如何被包装在细胞核内的，以及在细胞发育过程中这些部分发生了什么。这一发现为我们提供了关于细胞如何工作和随时间变化的重要信息。

　　荧光蛋白长期以来一直是细胞研究的主要内容，为科学家提供了一扇进入细胞内部世界的窗口。然而，本研究引入了FPs的一种创新应用，使其能够作为细胞核生物凝聚物局部密度的指标。

　　通过观察普通的单体荧光蛋白(FPs)在某些条件下表现出较低的荧光寿命，研究人员建立了这种发光行为与细胞结构内较高水平的拥挤之间的联系。这种荧光的创新使用为细胞生物学提供了有价值的见解，使科学家能够研究关键细胞成分(如异染色质蛋白1α (HP1α))中的局部密度如何分布。

　　这项研究聚焦于小鼠胚胎干细胞(ESCs)及其在早期分化过程中的转变。最初，研究人员观察到异染色质蛋白在多能ESCs中被称为HP1α凝聚物的细胞结构中的包装方式发生了显著变化。

　　这种复杂性违背了一个简单的解释，表明它不像一个单一的液相，而是像多个不同密度的不同液相，彼此分离，就像在人群中的不同区域发生的情况一样。然而，随着细胞开始分化和成熟，发生了显著的转变。这些结构中的内容物分布更加均匀，类似于液体的行为，尽管是复杂的。

　　荧光蛋白可以作为指示物，揭示细胞核结构内异染色质中物质的紧密程度。最初，胚胎干细胞(ESCs)在这些结构中表现出紧密堆积的材料的不同分布，就像人群中的不同密度或油滴与其周围的水之间的不同密度一样。然而，随着这些细胞开始分化和成熟，这些结构内的内容物变得更加均匀分布，类似于单个液相的行为。

　　在评论这项研究时，Eran Meshorer教授说:“我们的研究为理解分化过程中细胞行为的复杂性打开了新的大门。利用荧光蛋白精确跟踪生物凝聚物中的局部密度的能力为以前隐藏的细胞发育提供了有价值的见解。”

　　合著者Eitan Lerner博士补充说:“这种突破性的方法为研究人员提供了一个强大的工具，可以研究关键细胞事件背后的复杂过程，特别是干细胞分化。这一发现为更好地理解细胞内部的复杂性铺平了道路，因此有可能重塑我们对细胞生物学的理解。”

　　这项研究代表了细胞生物学领域向前迈出的重要一步，并有望在未来应用于理解各种细胞过程和疾病。