通过与Si-rhodamine发生FRET增强红色荧光蛋白的光稳定性用于动态超分辨荧光成像

红色荧光蛋白（RFPs）在生物成像中应用广泛。然而，它们易发生光漂白的特性限制了其在极需高光稳定性的超分辨成像中的应用效果。在本研究中，我们通过构建杂合Förster共振能量转移（FRET）对，利用RFPs作为能量供体，高光稳定性荧光团四甲基硅罗丹明（TMSiR）作为受体，显著提高了RFPs的光稳定性。TMSiR通过与连接到RFPs上的HaloTag蛋白融合而被选择性引入。我们构建了一系列具有不同FRET效率的mApple/mCherry-TMSiR对。研究结果表明，mApple/mCherry-TMSiR复合物中更高的FRET效率与RFPs光稳定性的增强相关。FRET与RFPs的单重态至三重态跃迁相竞争，同时HaloTag蛋白引入的空间位阻阻止了Si-rhodamine附近敏化的活性氧与红色荧光蛋白之间的相互作用，从而增强了红色荧光蛋白的光稳定性。mCherry光稳定性近6倍的提升使得活细胞中动态结构光照明显微技术（SIM）成像的持续时间得以延长，有助于捕获细胞器相互作用中更精细的细节。利用这种光稳定性的mCherry蛋白，我们追踪了多种线粒体分裂过程及其与溶酶体和内质网（ER）的相互作用。有趣的是，我们观察到ER参与了所有的线粒体分裂事件，而溶酶体仅参与了其中的66%。