本文要點：
設計具有定制特性的人造螢光素酶
耐熱且與現有生物發光蛋白正交
由于體積小巧，可作為高效的FRET供體
擴展的顏色變體實現了細胞和體內的多重成像
生物發光技術在生物體內提供高靈敏度和非侵入性的成像，無需外部激發。然而，在過去的幾十年里，天然存在的螢光素酶（負責催化發光的酶）由于其蛋白質折疊不良、體積大、ATP依賴性和效率低，限制了發光技術的全部潛力。
鑒于此，加州大學圣克魯茲分校Andy Hsien-Wei Yeh等人突破了自然界的進化限制，通過人工智能驅動的從頭蛋白質設計創造了下一代螢光素酶，超越了天然螢光素酶的能力。
該人工設計熒光素酶催化劑能夠使用相同的底層技術，以多路復用的方式在分子、細胞和個體水平上進行基因標記。這一進展展示了從頭開始設計高效的酶，其中該新生螢光素酶將使研究人員能夠有效地研究復雜的生物現象。
涉及的生物發光工具包開辟了新的領域，從細胞隔室中的高分辨率顯微鏡到實時監測細胞中的多種生物過程，以及同時跟蹤體內異質細胞群。通過利用尖端的蛋白質設計算法，研究人員致力于推動發光成像領域的范式轉變，從傳統的天然熒光素酶工程到催化劑的定制設計，并通過相同的底層發光技術彌合微觀和宏觀生物成像之間的差距。
參考文獻：
De novo luciferases enable multiplexed bioluminescence imaging. Chem 2024.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2024.10.013
