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Single-molecule Imaging of Gene Regulation <em>In vivo</em> Using Cotranslational Activation by Cleavage (CoTrAC)

We describe a fluorescence microscopy method, Co-Translational Activation by Cleavage (CoTrAC) to image the production of protein molecules in live cells ...

Johns Hopkins University School of Medicine

Chinese Academy of Sciences 

Jilin University

&#x53D1;&#x5149;&#x589E;&#x5F3A;&#x548C;&#x6DEC;&#x706B; Eu(TTA)(3) x 2 &#x590D;&#x6742; (2) O H &#x5728;&#x542B;&#x94F6;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x7684;&#x4E8C;&#x7532;&#x57FA;&#x7532;&#x9170;&#x80FA; (N&#xFF0C;N-&#x4E8C;&#x7532;&#x57FA;&#x7532;&#x9170;&#x80FA;) &#x6EB6;&#x6DB2;&#x4E2D;&#x7684;&#x53D1;&#x73B0;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x53D6;&#x51B3;&#x4E8E;&#x8FD9;&#x4E24;&#x79CD;&#x94D5;&#x590D;&#x6742;&#x3001; &#x94F6;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x7684;&#x6D53;&#x5EA6;&#x3002;&#x5176;&#x8D77;&#x6E90;&#xFF0C;&#x8BA8;&#x8BBA;&#x4E86;&#x57FA;&#x4E8E;&#x5438;&#x6536;&#x8C31;&#x3001; &#x6FC0;&#x52B1;&#x548C;&#x53D1;&#x5C04;&#x8C31;&#x548C;&#x8367;&#x5149;&#x8870;&#x51CF;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x3002;&#x7ED3;&#x679C;&#x8868;&#x660E;&#x5F53;&#x6B27;&#x76DF;&#x590D;&#x6742;&#x7684;&#x6D53;&#x5EA6;&#x8DB3;&#x591F;&#x9AD8;&#x7684;&#x65F6;&#x5019;&#xFF0C;&#x5F3A;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x590D;&#x6742;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x4E4B;&#x95F4;&#x53D1;&#x751F;&#x3002;&#x94F6;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x7684;&#x5B58;&#x5728;&#x80AF;&#x5B9A;&#x51CF;&#x5C11;&#x590D;&#x6742;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x3002;&#x5728;&#x89E3;&#x51B3;&#x65B9;&#x6848;&#x4E2D;&#x5305;&#x542B;&#x94F6;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x7535;&#x5B50;&#x5076;&#x6781;&#x5B50;&#x8F6C;&#x7387; &#xFF08;5)D(0)-(7)F(2) &#x589E;&#x52A0;&#x7531;&#x4E8E;&#x5468;&#x56F4; Eu(3+) &#x79BB;&#x5B50;&#x589E;&#x5F3A;&#x672C;&#x5730;&#x5B57;&#x6BB5;&#xFF0C;&#x800C;&#x975E;&#x8F90;&#x5C04;&#x7684;&#x8FC7;&#x6E21;&#x7387;&#x4ECE; (5)D(0) &#x51CF;&#x5C11;&#x7531;&#x4E8E;&#x94D5;&#x590D;&#x6742;&#x5206;&#x5B50;&#x95F4;&#x7684;&#x51CF;&#x5C11;&#x5171;&#x632F;&#x80FD;&#x91CF;&#x8F6C;&#x79FB;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E24;&#x4E2A;&#x56E0;&#x7D20;&#x5BFC;&#x81F4;&#x7684;&#x590D;&#x6742;&#x94D5;&#x53D1;&#x5149;&#x589E;&#x5F3A;&#x3002;&#x53D1;&#x5149;&#x7684;&#x6DEC;&#x706B;&#xFF0C;&#x5C31;&#x88AB;&#x7531;&#x4E8E;&#x5438;&#x6536;&#x94F6;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x4E0E;&#x94D5;&#x590D;&#x6742;&#x5728;&#x6FC0;&#x53D1;&#x6CE2;&#x957F;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x7ADE;&#x4E89;&#x3002;

&#x53D1;&#x5149;&#x589E;&#x5F3A;&#x7684;&#x8D77;&#x6E90;&#x548C;&#x6DEC;&#x706B;&#x7684;&#x94D5;&#x590D;&#x6742;&#x89E3;&#x51B3;&#x65B9;&#x6848;&#x4E2D;&#x76F8;&#x542B;&#x94F6;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x3002;

Luminescence enhancement and quenching of Eu(TTA)(3) x 2 H(2)O complex in DMF (N,N-dimethylformamide) solution containing silver nanoparticles were observed, which depended on the concentrations of both europium complex and silver nanoparticles. Their origins were discussed based on absorption spectra, excitation and emission spectra, and luminescent decay dynamics. The results indicated that when the concentration of Eu complex was high enough, strong interaction among complex molecules occurred. The presence of Ag nanoparticles definitely decreased the interaction among complex molecules. In the solution containing Ag nanoparticles the electronic-dipole transition rate of (5)D(0)-(7)F(2) increased due to enhanced local field surrounding Eu(3+) ions, while the nonradiative transition rate from (5)D(0) decreased owing to decreased resonant energy transfer among europium complex molecules. These two factors lead to the luminescence enhancement of europium complex. As to the luminescent quenching, was attributed to absorption competition between Ag nanoparticles and europium complex at excited wavelength.

Origin of luminescence enhancement and quenching of europium complex in solution phase containing Ag nanoparticles.

Am&eacute;lioration de la luminescence et la trempe de Eu(TTA)(3) x 2 H (2) O complexe en solution DMF (N, N-dim&eacute;thylformamide) contenant des nanoparticules d&#39;argent ont &eacute;t&eacute; observ&eacute;es, qui d&eacute;pendait de la concentration des deux nanoparticules de complexes et d&#39;argent de l&#39;europium. Leurs origines ont &eacute;t&eacute; discut&eacute;es &agrave; l&#39;issu des spectres d&#39;absorption, d&#39;excitation et spectres d&#39;&eacute;mission et la dynamique de d&eacute;sint&eacute;gration luminescents. Les r&eacute;sultats indiquent que lorsque la concentration du complexe de l&#39;UE &eacute;tait assez &eacute;lev&eacute;e, forte interaction entre les mol&eacute;cules complexes s&#39;est produite. La pr&eacute;sence de nanoparticules Ag a certainement diminu&eacute; l&#39;interaction entre les mol&eacute;cules complexes. Dans la solution contenant des nanoparticules de Ag le taux de transition dipolaire &eacute;lectronique de (5)D(0)-(7)F(2) a augment&eacute; en raison de l&#39;environnantes ions de Eu(3+) renforc&eacute;e champ local, alors que les taux de la transition non radiative de (5)D(0) diminu&eacute; en raison de la baisse d&#39;&eacute;nergie r&eacute;sonnante transfert entre des mol&eacute;cules complexes de l&#39;europium. Ces deux facteurs conduisent &agrave; l&#39;am&eacute;lioration de la luminescence de l&#39;europium complexe. Quant &agrave; la trempe luminescente, a &eacute;t&eacute; attribu&eacute; &agrave; la comp&eacute;tition d&#39;absorption entre nanoparticules Ag et complexe &agrave; longueur d&#39;onde excit&eacute; l&#39;europium.

Origine de l&#39;am&eacute;lioration de la luminescence et la trempe d&#39;europium complexe en solution contenant des nanoparticules Ag de phase.

Valorizzazione di luminescenza e tempra di Eu(TTA)(3) x 2 H (2) O complessi in soluzione DMF (N, N-dimetilformammide) contenente nanoparticelle di argento sono state osservate, che dipendevano le concentrazioni di entrambi nanoparticelle di argento e complesso europio. Le loro origini sono state discusse basato su spettri di assorbimento, eccitazione e spettri di emissione e dinamiche di decadimento luminescenti. I risultati hanno indicato che, quando la concentrazione del complesso dell&#39;UE &egrave; stato abbastanza alta, forte interazione tra molecole complesse verificato. La presenza di nanoparticelle Ag sicuramente diminuito l&#39;interazione tra le molecole complesse. Nella soluzione contenente nanoparticelle Ag il tasso di transizione elettronica-dipolo di (5)D(0)-(7)F(2) aumentato dovuto gli ioni Eu(3+) circostanti campo locale rafforzata, mentre la transizione nonradiative tasso dal (5)D(0) &egrave; diminuito a causa del trasferimento di energia risonante &egrave; diminuito tra molecole complesse europio. Questi due fattori conducono alla valorizzazione del complesso europio luminescenza. Per quanto riguarda la tempra luminescenti, &egrave; stato attribuito alla concorrenza di assorbimento tra le nanoparticelle Ag ed europio complesso alla lunghezza d&#39;onda eccitato.

Origine della valorizzazione di luminescenza e tempra di europio complesso in soluzione fase contenenti nanoparticelle di Ag.

&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x767A;&#x5149;&#x5897;&#x5F37; Eu(TTA)(3) x 2 H (2) O &#x8907;&#x96D1;&#x306A;&#x9280;&#x30CA;&#x30CE;&#x7C92;&#x5B50;&#x3092;&#x542B;&#x3080; DMF (N, n-&#x30B8;&#x30E1;&#x30C1;&#x30EB;&#x30DB;&#x30EB;&#x30E0;&#x30A2;&#x30DF;&#x30C9;) &#x30BD;&#x30EA;&#x30E5;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3067;&#x306E;&#x4E21;&#x65B9;&#x306E;&#x30E6;&#x30A6;&#x30ED;&#x30D4;&#x30A6;&#x30E0;&#x306E;&#x8907;&#x96D1;&#x306A;&#x3068;&#x9280;&#x306E;&#x30CA;&#x30CE;&#x7C92;&#x5B50;&#x306E;&#x6FC3;&#x5EA6;&#x306B;&#x4F9D;&#x5B58;&#x3057;&#x3066;&#x8A8D;&#x3081;&#x3089;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x5F7C;&#x3089;&#x306E;&#x8D77;&#x6E90;&#x5438;&#x53CE;&#x30B9;&#x30DA;&#x30AF;&#x30C8;&#x30EB;&#x3001;&#x52B1;&#x8D77;&#x767A;&#x5149;&#x30B9;&#x30DA;&#x30AF;&#x30C8;&#x30EB;&#x3068;&#x767A;&#x5149;&#x6E1B;&#x8870;&#x904E;&#x7A0B;&#x3092;&#x8003;&#x5BDF;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;Eu &#x932F;&#x4F53;&#x306E;&#x6FC3;&#x5EA6;&#x304C;&#x5341;&#x5206;&#x306B;&#x9AD8;&#x304B;&#x3063;&#x305F;&#x3068;&#x304D;&#x3001;&#x8907;&#x96D1;&#x306A;&#x5206;&#x5B50;&#x9593;&#x306E;&#x5F37;&#x3044;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x304C;&#x767A;&#x751F;&#x3057;&#x305F;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x793A;&#x5506;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;Ag &#x30CA;&#x30CE;&#x7C92;&#x5B50;&#x306E;&#x5B58;&#x5728;&#x306F;&#x3001;&#x9593;&#x9055;&#x3044;&#x306A;&#x304F;&#x8907;&#x96D1;&#x306A;&#x5206;&#x5B50;&#x9593;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x3092;&#x6E1B;&#x5C11;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;Ag &#x30CA;&#x30CE;&#x7C92;&#x5B50;&#x96FB;&#x5B50;&#x53CC;&#x6975;&#x5B50;&#x9077;&#x79FB;&#x901F;&#x5EA6; (&#x7121;&#x8F3B;&#x5C04;&#x9077;&#x79FB;&#x306E;&#x8A55;&#x4FA1;&#x304B;&#x3089; (5)D(0) &#x306E;&#x30E6;&#x30A6;&#x30ED;&#x30D4;&#x30A6;&#x30E0;&#x8907;&#x96D1;&#x306A;&#x5206;&#x5B50;&#x9593;&#x306E;&#x6E1B;&#x5C11;&#x306E;&#x5171;&#x9CF4;&#x30A8;&#x30CD;&#x30EB;&#x30AE;&#x30FC;&#x79FB;&#x52D5;&#x306B;&#x3088;&#x308A;&#x6E1B;&#x5C11;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002; &#x5F37;&#x5316;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x30ED;&#x30FC;&#x30AB;&#x30EB; &#x30D5;&#x30A3;&#x30FC;&#x30EB;&#x30C9;&#x5468;&#x8FBA; Eu(3+) &#x30A4;&#x30AA;&#x30F3;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x5897;&#x52A0; 5)D(0)-(7)F(2) &#x306E;&#x30BD;&#x30EA;&#x30E5;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3092;&#x542B;&#x3080;&#x3053;&#x308C;&#x3089; 2 &#x3064;&#x306E;&#x8981;&#x56E0;&#x306F;&#x3001;&#x30E6;&#x30FC;&#x30ED;&#x30D4;&#x30E5;&#x30FC;&#x30E0;&#x932F;&#x4F53;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x767A;&#x5149;&#x5897;&#x5F37;&#x306B; &#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x767A;&#x5149;&#x713C;&#x304B;&#x9280;&#x30CA;&#x30CE;&#x7C92;&#x5B50;&#x3068;&#x30E6;&#x30A6;&#x30ED;&#x30D4;&#x30A6;&#x30E0;&#x52B1;&#x8D77;&#x6CE2;&#x9577;&#x3067;&#x8907;&#x96D1;&#x306A;&#x9593;&#x306E;&#x7AF6;&#x4E89;&#x306F;&#x5438;&#x53CE;&#x306B;&#x8D77;&#x56E0;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;

&#x76F8;&#x3092;&#x542B;&#x3080;&#x9280;&#x30CA;&#x30CE;&#x7C92;&#x5B50;&#x306E;&#x767A;&#x5149;&#x5897;&#x5F37;&#x306E;&#x8D77;&#x6E90;&#x3068;&#x30E6;&#x30A6;&#x30ED;&#x30D4;&#x30A6;&#x30E0; &#x30BD;&#x30EA;&#x30E5;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3067;&#x8907;&#x96D1;&#x306A;&#x306E;&#x3002;

&#xBC1C;&#xAD11; &#xD5A5;&#xC0C1; &#xBC0F; Eu(TTA)(3) x 2 H (2) O &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xC2E4;&#xBC84; &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790;&#xB97C; &#xD3EC;&#xD568; &#xD558;&#xB294; DMF (N, N-dimethylformamide) &#xC194;&#xB8E8;&#xC158;&#xC5D0;&#xC11C;&#xC758; &#xB2F4;&#xAE08;&#xC9C8; &#xAD00;&#xCC30; &#xD588;&#xB2E4;, &#xB450; &#xC720;&#xB85C; &#xD4F8; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD558; &#xACE0; &#xC2E4;&#xBC84; &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790;&#xC758; &#xB18D;&#xB3C4;&#xC5D0; &#xC758;&#xC874; &#xD558;&#xB294;. &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xAE30;&#xC6D0; &#xD761;&#xC218; &#xC2A4;&#xD399;&#xD2B8;&#xB7FC;, &#xC5EC;&#xAE30; &#xBC0F; &#xBC29;&#xCD9C; &#xC2A4;&#xD399;&#xD2B8;&#xB7FC;&#xACFC; &#xBC1C;&#xAD11; &#xBD80;&#xD328; &#xC5ED;&#xD559;&#xC5D0; &#xB530;&#xB77C; &#xB17C;&#xC758; &#xD588;&#xB2E4;. &#xACB0;&#xACFC; &#xD45C;&#xC2DC; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; Eu&#xC758; &#xB18D;&#xB3C4; &#xB9CC;&#xD07C; &#xB192;&#xC740; &#xB54C;, &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xBD84;&#xC790; &#xAC04;&#xC758; &#xAC15;&#xD55C; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9; &#xBC1C;&#xC0DD; &#xD588;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. Ag &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790;&#xC758; &#xC874;&#xC7AC;&#xB294; &#xD655;&#xC2E4;&#xD788; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xBD84;&#xC790; &#xAC04;&#xC758; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9;&#xC744; &#xAC10;&#xC18C;. &#xC194;&#xB8E8;&#xC158;&#xC5D0; &#xD3EC;&#xD568; &#xD558;&#xB294; &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790; Ag (5)D(0)-(7)F(2) nonradiative &#xC804;&#xD658; (&#xC720;&#xB85C; &#xD4F8; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xBD84;&#xC790; &#xAC04;&#xC758; &#xAC10;&#xC18C; &#xACF5;&#xBA85; &#xC5D0;&#xB108;&#xC9C0; &#xC804;&#xB2EC; &#xC778;&#xD558;&#xC5EC; &#xAC10;&#xC18C; 5)d(0)&#xC5D0;&#xC11C; &#xD3C9;&#xAC00; &#xD558;&#xB294; &#xB3D9;&#xC548; &#xD5A5;&#xC0C1; &#xB41C; &#xB85C;&#xCEEC; &#xD544;&#xB4DC; &#xC8FC;&#xBCC0; Eu(3+) &#xC774;&#xC628;&#xC73C;&#xB85C; &#xC778;&#xD574; &#xC99D;&#xAC00; &#xC804;&#xC790; &#xC30D; &#xADF9; &#xC790; &#xC804;&#xD658; &#xC18D;&#xB3C4;. &#xC774; &#xB450; &#xAC00;&#xC9C0; &#xC694;&#xC778; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xC720;&#xB85C; &#xD4F8;&#xC758; &#xBC1C;&#xAD11; &#xD5A5;&#xC0C1;&#xC73C;&#xB85C; &#xC774;&#xC5B4;&#xC9C8;. &#xBC1C;&#xAD11; &#xD574;&#xC18C;&#xC5D0; &#xAD00;&#xD574;&#xC11C;&#xB294; Ag &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790; &#xBC0F; &#xC720;&#xB85C; &#xD4F8; &#xD765;&#xBD84;&#xB41C; &#xD30C;&#xC7A5;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xC0AC;&#xC774; &#xD761;&#xC218; &#xACBD;&#xC7C1;&#xC5D0; &#xAE30;&#xC778; &#xD588;&#xB2E4;.

&#xBC1C;&#xAD11; &#xD5A5;&#xC0C1;&#xC758; &#xAE30;&#xC6D0;&#xACFC; &#xC194;&#xB8E8;&#xC158;&#xC758; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xC720;&#xB85C; &#xD4F8;&#xC758; &#xD574;&#xC18C; &#xB2E8;&#xACC4; &#xD3EC;&#xD568; &#xB41C; Ag &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790;.

Mejora de luminiscencia y amortiguamiento de Eu(TTA)(3) x 2 H (2) O complejo en soluci&oacute;n DMF (N, N-Dimetilformamida) que contienen nanopart&iacute;culas de plata fueron observados, que depend&iacute;an de las concentraciones de ambos nanopart&iacute;culas de plata y complejo de europio. Sus or&iacute;genes se debatieron basado en espectros de absorci&oacute;n, excitaci&oacute;n y espectros de emisi&oacute;n y decaimiento luminiscente din&aacute;mica. Los resultados indicaron que cuando la concentraci&oacute;n del compleja de la UE era bastante alta, fuerte interacci&oacute;n entre las mol&eacute;culas complejas se produjo. La presencia de nanopart&iacute;culas Ag definitivamente disminuy&oacute; la interacci&oacute;n entre las mol&eacute;culas complejas. En la soluci&oacute;n que contiene nanopart&iacute;culas Ag la tasa de transici&oacute;n de dipolo electr&oacute;nica de (5)D(0)-(7)F(2) aumentado debido a los iones Eu(3+) circundantes mejorada campo local, mientras que la transici&oacute;n nonradiative tarifa desde (5)D(0) disminuido debido a la transferencia de energ&iacute;a resonante disminuida entre mol&eacute;culas complejas de europio. Estos dos factores conducen a la mejora de la luminiscencia del europio complejo. En cuanto al amortiguamiento luminiscente, fue atribuida a la competencia de absorci&oacute;n entre Ag nanopart&iacute;culas y europio complejo en longitud de onda muy contentos.

Xiaona Fang

Department of Biophysics and Biophysical Chemistry

Johns Hopkins University School of Medicine

Single-molecule Imaging of Gene Regulation In vivo Using Cotranslational Activation by Cleavage (CoTrAC)

Xiaona Fang

.css-o250i3{font-size:18px;font-family:Open Sans,sans-serif;line-height:21.6px;}Department of Biophysics and Biophysical Chemistry

Johns Hopkins University School of Medicine

Single-molecule Imaging of Gene Regulation In vivo Using Cotranslational Activation by Cleavage (CoTrAC)

Department of Biophysics and Biophysical Chemistry