近日，中山大学肿瘤防治中心刘强课题组联合高嵩课题组和中国科学院生物物理研究所胡俊杰课题组在著名杂志 Nature Structural & Molecular Biology 杂志上发表题为“Aurora kinase A-mediated phosphorylation triggers structural alteration of Rab1A to enhance ER complexity during mitosis”的研究论文，揭示了AURKA-Rab1轴驱动有丝分裂内质网形态重塑并维持结构复杂性的分子机制。

内质网是一种高度动态的细胞内三维膜系统，其在有丝分裂中表现出周期性的结构动力学，有丝分裂信号如何调节内质网重塑尚不清楚。该论文通过瑞利光电FRET技术在活细胞内成功揭示了有丝分裂信号是如何调节内质网重塑的问题。活细胞定量FRET显微成像分析表明：在有丝分裂前期到中期的过程中，RTN4蛋白的寡聚程度增加，到分裂后期时其寡聚程度有所降低（图1）。此过程反映了内质网膜曲率先增加后降低的状态，验证了内质网在细胞分裂中表现出的周期性结构动力学特性。这些发现为深入理解细胞分裂过程中内质网调控的分子机制提供了新的实验数据和活细胞光学解决策略。

图1. 利用E-FRET技术检测RTN4蛋白的寡聚

瑞利光电科技有限公司是由华南师范大学生物光子学研究院陈同生、庄正飞教授联合学校与社会资本共同组建的高科技公司，主要开发活细胞智能定量FRET分析仪。FRET技术是写入教科书的经典活细胞内生物大分子功能与结构分析方法，为不同领域的科学研究提供广泛应用，在生命科学中至少可以包括如下六大应用场景。

FRET技术的部分应用场景：

（1）活细胞中酶的活性检测： FRET技术通过探针如SCAT3、SCAT8、SCAT9成功检测活细胞内关键酶如caspase-3/8/9的活化，为生物体内新陈代谢、信号转导等过程的研究提供了技术支持（J. Biomed. Sci. 2009, 16(1): 16; J. Cell Biol. Volume 160, Number 2, January 20, 2003 235–243）。

（2）蛋白质磷酸化、甲基化： FRET技术在研究蛋白质磷酸化和DNA甲基化方面发挥关键作用，揭示了在细胞信号转导和基因组稳定性中的重要机制，为癌症诊断等提供了重要信息（Curr Opin Chem Biol. 2009, 13(4):392-397; Nat Protoc. 2010 Jul;5(7):1255-64.）。

（3）蛋白质分子的结合与分离： 基于FRET技术的原位无损检测，使科学家能够定量观察活细胞内微弱、可逆的蛋白质分子的结合与分离过程，为理解细胞生命活动提供新的视角(Nat Struct Mol Biol (2024).; Int J Biochem Cell B. 2023, 155: 106359; J. Cell. Sci. 2020, 133(20): jcs245001)。

（4）蛋白质的寡聚化： FRET技术用于研究蛋白质寡聚化过程，深入了解蛋白质的稳定性、活性以及在细胞信号传递和代谢过程中的作用，为解析细胞凋亡等重要细胞过程提供基础（Proc Natl Acad Sci U S A. 2017, 114(33):E6812-21; Cell Mol Life Sci. 2020 Jun;77(12):2387-2406;Nat Protoc. 11:2470–2498）。

（5）分子药理： 活细胞FRET技术在研究药物处理后细胞内靶标分子的活化和信号转导过程中具有独特优势，为药物研发和治疗机制提供直观而高效的研究手段（Nat Commun. 2016,7:13709;Cell Death Discov. 2023, 9(1):37）。

（6）钙离子动态监测： FRET技术实时监测细胞内钙离子动态变化，为了解神经传导、凝血、肌肉收缩等生理活动提供了精准的工具，其简单操作和高灵敏度使其成为科学家在钙信号研究中的选择工具（Nature. 1997 388:882-7; Proc Natl Acad Sci U S A. 2009, 106(15):6128-33）。