הדמיה ברזולוציית על של חלבונים המופרשים על ידי חיידקים באמצעות הרחבת קוד גנטי
Summary
מאמר זה מספק פרוטוקול פשוט וברור לסימון אפקטורים המופרשים בסלמונלה באמצעות אתר הרחבת קוד גנטי (GCE) ספציפי ותמונה של לוקליזציה תת-תאית של חלבונים המופרשים בתאי HeLa באמצעות מיקרוסקופ שחזור אופטי סטוכסטי ישיר (dSTORM)
Abstract
מערכות הפרשה מסוג שלוש (T3SSs) מאפשרות לחיידקים גראם-שליליים להזריק סוללה של חלבוני אפקט ישירות לתוך הציטוזול של תאי המאכסן האיקריוטיים. עם כניסתם, חלבוני ההשפעה המוזרקים מווסתים בשיתוף פעולה מסלולי איתות אאוקריוטים ומתכנתים מחדש תפקודים תאיים, מה שמאפשר כניסה והישרדות של חיידקים. ניטור ולוקליזציה של חלבוני השפעה מופרשים אלה בהקשר של זיהומים מספק טביעת רגל להגדרת הממשק הדינמי של אינטראקציות מארח-פתוגן. עם זאת, תיוג והדמיה של חלבוני חיידקים בתאים מארחים מבלי לשבש את המבנה / תפקוד שלהם הוא מאתגר מבחינה טכנית.
בניית חלבוני היתוך פלואורסצנטיים אינה פותרת בעיה זו, מכיוון שחלבוני ההיתוך תוקעים את מנגנון ההפרשה ולכן אינם מופרשים. כדי להתגבר על מכשולים אלה, השתמשנו לאחרונה בשיטה לתיוג פלואורסצנטי ספציפי לאתר של חיידקים המופרשים אפקטורים, כמו גם חלבונים אחרים שקשה לתייג, באמצעות הרחבת קוד גנטי (GCE). מאמר זה מספק פרוטוקול מלא שלב אחר שלב לסימון אפקטורים המופרשים בסלמונלה באמצעות אתר GCE ספציפי, ואחריו הוראות להדמיית לוקליזציה תת-תאית של חלבונים המופרשים בתאי HeLa באמצעות מיקרוסקופ שחזור אופטי סטוכסטי ישיר (dSTORM)
ממצאים אחרונים מצביעים על כך ששילוב של חומצות אמינו לא קנוניות (ncAAs) באמצעות GCE, ואחריו תיוג ביו-אורתוגונלי עם צבעים המכילים טטרזין, היא טכניקה בת קיימא לתיוג סלקטיבי והדמיה של חלבונים המופרשים על ידי חיידקים וניתוח תמונה לאחר מכן בפונדקאי. מטרת מאמר זה היא לספק פרוטוקול פשוט וברור שיכול לשמש חוקרים המעוניינים לבצע הדמיה ברזולוציית על באמצעות GCE כדי לחקור תהליכים ביולוגיים שונים בחיידקים ווירוסים, כמו גם אינטראקציות מארח-פתוגן.
Introduction
זיהומים חיידקיים נחשבים זה מכבר לסכנה חמורה לבריאות האדם. פתוגנים משתמשים במערכות הגנה מפותחות, חזקות מאוד ומורכבות, כמו גם במגוון גורמי אלימות חיידקיים (המכונים חלבוני אפקטור) כדי להתחמק מתגובות החיסון של המאכסן וליצור זיהומים 1,2. עם זאת, המנגנונים המולקולריים העומדים בבסיס מערכות אלה ותפקידם של חלבוני השפעה בודדים עדיין אינם ידועים במידה רבה בשל המחסור בגישות מתאימות למעקב ישיר אחר רכיבי החלבון החיוניים והמשפיעים בתאים המארחים במהלך הפתוגנזה.
דוגמה אופיינית אחת היא Salmonella enterica serovar Typhimurium, אשר גורם דלקת גסטרואנטריטיס חריפה. סלמונלה טיפימוריום משתמש במערכות הפרשה מסוג שלוש (T3SS) כדי להזריק מגוון חלבונים משפיעים ישירות לתאים מארחים. ברגע שהסלמונלה נכנסת לתא המארח, היא שוכנת בתא הקשור לקרום חומצי, המכונה VACUOLE המכיל סלמונלה (SCV)3,4. ה- pH החומצי של ה- SCV מפעיל את האי T3SS המקודד לסלמונלה פתוגניות 2 (SPI-2) ומעביר מטח של 20 חלבוני השפעה או יותר על פני הממברנה החללית לתוך הציטוזול המארח 5,6,7,8. בתוך הפונדקאי, קוקטיילים מורכבים אלה של חלבוני אפקט מתמרנים באופן מתאם את מסלולי האיתות של תאי המארח, וכתוצאה מכך נוצרים מבנים צינוריים דינמיים ומורכבים ביותר המשתרעים מה- SCV לאורך מיקרוטובולים, המכונים חוטים המושרים על ידי סלמונלה (SIFs), המאפשרים לסלמונלה לשרוד ולשכפל בתוך תאי המאכסן 9,10,11.
שיטות לדמיין, לעקוב ולנטר לוקליזציה של גורמים חיידקיים, ולבחון את הסחר והאינטראקציות שלהם בתוך תאים מארחים, מספקות תובנה קריטית לגבי המנגנונים העומדים בבסיס הפתוגנזה החיידקית. תיוג ולוקליזציה של חלבוני אפקט T3SS המופרשים בסלמונלה בתוך תאי המאכסן הוכיחו את עצמם כאתגר טכנולוגי12,13; עם זאת, התפתחותם של חלבונים פלואורסצנטיים מקודדים גנטית שינתה את יכולתנו לחקור ולדמיין חלבונים בתוך מערכות חיות. עם זאת, גודלם של חלבונים פלואורסצנטיים (~25-30 kDa)15 דומה לעתים קרובות או אפילו גדול מזה של החלבון המעניין (POI; למשל, 13.65 kDa עבור SsaP, 37.4 kDa עבור SifA). למעשה, סימון חלבון פלואורסצנטי של אפקטורים חוסם לעתים קרובות את הפרשת האפקט המסומן ותוקע את T3SS14.
יתר על כן, חלבונים פלואורסצנטיים הם פחות יציבים ופולטים מספר נמוך של פוטונים לפני הלבנה, מה שמגביל את השימוש בהם בטכניקות מיקרוסקופיות ברזולוציה סופר 16,17,18, במיוחד במיקרוסקופ לוקליזציה פוטואקטיבציה (PALM), STORM ומיקרוסקופ דלדול פליטה מגורה (STED). בעוד התכונות הפוטופיזיקליות של צבעים פלואורסצנטיים אורגניים עדיפות על אלה של חלבונים פלואורסצנטיים, שיטות/טכניקות כגון CLIP/SNAP19,20, Split-GFP 21, ReAsH/FlAsH 22,23 ו-HA-Tags 24,25 דורשות תוספת חלבון או נספח פפטידי שעלול לפגוע במבנה-תפקוד של חלבון המשפיע המעניין על ידי הפרעה לשינוי או סחר לאחר תרגום. שיטה חלופית הממזערת את שינוי החלבונים הדרוש כוללת שילוב של ncAAs לתוך POI במהלך תרגום באמצעות GCE. ncAAs הם פלואורסצנטיים או ניתן להפוך פלואורסצנטי באמצעות כימיה קליק 12,13,26,27,28.
באמצעות GCE, ncAAs עם קבוצות ביו-אורתוגונליות זעירות, פונקציונליות (כגון אזיד, ציקלופרופן או קבוצת ציקלואוקטיין) יכולות להיות מוצגות כמעט בכל מקום בחלבון המטרה. באסטרטגיה זו, קודון יליד מוחלף עם קודון נדיר כגון קודון עצירה ענברי (TAG) במיקום מוגדר בגן של POI. החלבון המהונדס מתבטא לאחר מכן בתאים לצד זוג אמינואציל-tRNA סינתאז/tRNA אורתוגונלי. האתר הפעיל tRNA synthetase מתוכנן לקבל רק ncAA מסוים אחד, אשר לאחר מכן מחובר באופן קוולנטי לקצה 3′ של tRNA המזהה את קודון הענבר. ה-ncAA פשוט מוכנס למדיום הגידול, אבל הוא חייב להיקלט על ידי התא ולהגיע לציטוזול שבו האמינואציל-tRNA סינטטאז (aaRS) יכול לקשר אותו ל-tRNA האורתוגונלי; לאחר מכן הוא משולב בנקודת העניין במיקום שצוין (ראה איור 1)12. לפיכך, GCE מאפשר שילוב ספציפי לאתר של שפע של קבוצות תגובתיות ביו-אורתוגונליות כגון קטון, אזיד, אלקין, ציקלואוקטיין, טרנסציקלוקטן, טטרזין, נורבונן, α, אמיד β בלתי רווי וביציקלו [6.1.0]-nonyne לתוך POI, ובכך עשוי להתגבר על המגבלות של שיטות סימון חלבונים קונבנציונליות 12,26,27,28.
מגמות חדשות בטכניקות הדמיה ברזולוציית על פתחו דרכים חדשות לחקור מבנים ביולוגיים ברמה המולקולרית. בפרט, STORM, טכניקה של מולקולה יחידה, מבוססת לוקליזציה, ברזולוציית על, הפכה לכלי רב ערך לדמיין מבנים תאיים עד ~20-30 ננומטר והוא מסוגל לחקור תהליכים ביולוגיים מולקולה אחת בכל פעם, ובכך לגלות את תפקידן של מולקולות תוך תאיות שעדיין אינן ידועות במחקרים מסורתיים ממוצעים13 . טכניקות של מולקולה בודדת וסופר-רזולוציה דורשות תג קטן עם פלואורופורים אורגניים בהירים הניתנים לצילום לקבלת הרזולוציה הטובה ביותר. לאחרונה הדגמנו כי GCE יכול לשמש לשילוב בדיקות מתאימות להדמיה ברזולוציית על12.
שתיים מהבחירות הטובות ביותר לסימון חלבונים בתאים הן bicyclo [6.1.0] nonynelysine (BCN) ו-trans-cyclooctene-lysine (TCO; מוצג באיור 1), אשר עשוי להיות מקודד גנטית באמצעות גרסה של זוג tRNA/synthetase (כאן נקרא tRNAPyl/PylRS AF), כאשר Pyl מייצג pyrrolysine, ו-AF מייצג מוטציה כפולה מתוכננת באופן רציונלי (Y306A, Y384F) שמקורה ב-Methanosarcina mazei המקודד באופן טבעי פירוליזין12, 29,30,31. באמצעות תגובת SPIEDAC (ראשי תיבות של Diels-Alder cycloaddition – Diels-Alder cycloaddition) המקודמת על ידי זן, חומצות אמינו אלה מגיבות באופן כימוסלקטי עם מצומדות טטרזין (איור 1)12,30,31. תגובות ציקלואידיות כאלה מהירות במיוחד ותואמות תאים חיים; הם עשויים גם להיות פלואורוגניים, אם פלואורופור מתאים הוא פונקציונלי עם tetrazine moiety12,26,32. מאמר זה מציג פרוטוקול אופטימלי לניטור הדינמיקה של אפקטורים חיידקיים המועברים לתאים מארחים באמצעות GCE, ולאחר מכן לוקליזציה תת-תאית של חלבונים המופרשים בתאי HeLa באמצעות dSTORM. התוצאות מצביעות על כך ששילוב של ncAA באמצעות GCE, ואחריו תגובת קליק עם צבעים נושאי טטרזין פלואורוגניים, מייצג שיטה רב-תכליתית לתיוג סלקטיבי, הדמיה של חלבונים מופרשים ולאחר מכן לוקליזציה תת-תאית בפונדקאי. עם זאת, ניתן להתאים או להחליף את כל המרכיבים והנהלים המפורטים כאן, כך שניתן יהיה להתאים את מערכת GCE לחקר שאלות ביולוגיות אחרות.
Protocol
Representative Results
Discussion
הגישה המתוארת כאן שימשה למעקב אחר המיקום המדויק של חלבוני אפקט המוזרקים לתא המארח על ידי החיידק T3SS לאחר ההדבקה. T3SSs משמשים פתוגנים תוך תאיים כגון סלמונלה, שיגלה וירסיניה, כדי להעביר רכיבים אלימים לתוך הפונדקאי. הפיתוח של טכנולוגיות הדמיה ברזולוציית על איפשר לדמיין גורמי אלי…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי קרנות סטארט-אפ מהשלוחה הרפואית של אוניברסיטת טקסס, גלווסטון, טקסס, ופרס טקסס סטאר ל- L.J.K. אנו מודים לפרופ’ אדוארד למקה (המעבדה האירופית לביולוגיה מולקולרית, היידלברג, גרמניה) על פלסמיד pEVOL-PylRS-AF. התמונות באיור 1 נוצרו באמצעות BioRender.
Materials
| 10x Tris/Glycine SDS running buffer | BIO-RAD | 1610732 | |
| Ammonium chloride | Fischer Scientific | A661-500 | |
| Ammonium sulphate | Fischer Scientific | BP212R-1 | |
| Ampicillin Sodium | Sigma-Aldrich | A0166 | 5 g |
| Antibiotic-Antimycotic (100x) | ThermiFischer Scientific | 15240096 | |
| Arabinose | Sigma-Aldrich | A3256 | 500 g |
| Avanti J-26XP (High-Performance Centrifuge) | Beckman Coulter | ||
| Bacto-Agar | BD Diagnostics, Franklin Lakes, USA | 214010 | |
| BDP-FL-tetrazine | Lumiprobe (USA) | 2.14E+02 | |
| β-mercaptoethanol | Millipore | 444203 | 250 mL |
| Bromophenol blue | Sigma-Aldrich | B8026 | |
| BSA | Sigma-Aldrich | A4503 | 500 g |
| Casein | Sigma-Aldrich | C8654 | |
| Catalase | Sigma-Aldrich | C9322 | |
| Chloramphenicol | Sigma-Aldrich | C1919 | |
| Click Amino Acid / trans-Cyclooct-2-en – L – Lysine (TCO*A) | SiChem GmbH | SC-8008 | Size: 500 mg |
| DAPI (Hoechst33342) | Invitrogen | H3570 | |
| DeNovix DS-11+ Spectrophotometer | DeNovix | ||
| DMEM* | Corning | 10-013-CV | * Used for maintaining HeLa Cell |
| DMEM** | Gibco | 11965-092 | **Used for bacterial infection in presence of ncAA, see section 5.4. |
| DMSO | Sigma-Aldrich | D8418 | 250 g |
| Donkey anti-rabbit Alexa fluoro555 secondary antibody | Invitrogen | A-31572 | |
| DPBS, 1x | Corning | 21-031-CV | |
| E. coli strain BL21 (DE3) | Novagen (Madison, WI) | ||
| EMCCD Camera | Andor | iXon Ultra 897-BV | |
| Eppendorf Safe-Lock Tube 1.5 mL (PCR clean) | Eppendorf, Hamburg, Germany | 30123.328 | |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | Fischer | 10082147 | |
| Fisherbrand Syringe Filters – Sterile (PVDF 0.22 µm) | Fischer Scientific | 97203 | Pack of 100 |
| Gene Pulser Xcell Electroporator | BIO-RAD | 1652660 | |
| Gentamycin | Sigma-Aldrich | G1272 | 10 mL |
| Gibco L-Glutamine (200 mM), 100x | Fischer Scientific | 25-030-081 | |
| Glucose oxidase | Sigma-Aldrich | G7141-50KU | |
| Glycerol | Fischer Scientific | BF229-4 | |
| HeLa cells | ATTC | CCL-2 | |
| HEPES Buffer | Corning | 25-060-C1 | 100 mL |
| Hydrocloric acid | Fischer Scientific | A144-212 | |
| ImageJ | Image processing and analysis: http://rsbweb.nih.gov/ij | ||
| IntantBlue | Expedeon | ISB1L | Coomassie-based stain |
| Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG) | Sigma-Aldrich | I5502 | |
| Janelia Fluoro 646-tetrazine | Tocris Bioscience | 7279 | |
| Kanamycin | Sigma-Aldrich | 60615 | 5 g |
| LB Broth | BD Difco | 244620 | 500 g |
| Lysozyme | Sigma-Aldrich | L6876 | |
| μManager (v. 1.4.2) | https://micro-manager.org/Download_Micro-Manager_Latest_Release | ||
| MES | Sigma-Aldrich | M3671 | 250 g |
| Micro pulser cuvette | BIO-RAD | 165-2086 | 0.2 cm electrode gap, pkg. of 50 |
| Nikon N-STORM | Nikon Instruments Inc. | https://www.microscope.healthcare.nikon.com/products/super-resolution-microscopes/n-storm-super-resolution | |
| Nunc EasYFlask Cell Culture Flasks | ThermiFischer Scientific | 156499 | |
| Omnipur Casamino Acid | Calbiochem | 2240 | 500 g |
| Paraformaldehhyde (PFA) | Electron Microscopy Sciences | 15710 | |
| PBS (10x) | Roche | 11666789001 | |
| Penicillin-Streptomycin Solution (100x) | GenDEPOT | CA005-010 | 100 mL |
| pEVOL-PylRS-AF | For plasmid construction and map see following references 1. Angew Chem Int Ed Engl. 2011, 50(17), 3878-81. 2. Angew Chem Int Ed Engl., 2012, 51, 4166-70. |
||
| Plasmid Mini-prep Kit | Qiagen | 27106 | |
| plasmid pWSK29-sseJ10TAG-HA | Ref.: elife. 2021, 10, e67789. | ||
| plasmid pWSK29-sseJ-HA | Ref.: elife. 2021, 10, e67789. Vector map of PWSK29: https://www.addgene.org/172972/ | ||
| Pluronic F-127 | Millipore | 540025 | Protein grade, 10% Solution |
| Potassium phosphate monobasic | Fischer Scientific | P285-500 | |
| Potassium sulphate | Acros Organic | 424220250 | |
| Protease Inhibitor Cocktail Set I – Calbiochem | Sigma-Aldrich | 539131 | 100x Solution |
| Rabbit anti-HA primary antibody | Sigma-Aldrich | H6908 | |
| S. enterica. serovar Typhimurium 14028s | Ref.: PLoS Biol. 2015, 13, e1002116. | ||
| Saponin | Sigma-Aldrich | 47036-50G-F | |
| Sodium dodecyl sulfate (SDS) | Sigma-Aldrich | L3771 | |
| Sodium hydroxide | Fischer Scientific | SS255-1 | |
| Sodium Pyruvate (100 mM), 100x | Corning | 25-060-C1 | 100 mL |
| Sonic Dismembrator Model 100 | Fischer Scientific | 24932 | |
| STED microsocpe (Leica TCS SP8 STED 3X system) | Leica Microsystems, Wetzlar, Germany | https://www.leica-microsystems.com/products/confocal-microscopes/p/leica-tcs-sp8-sted-one/ | |
| ThunderSTORM | https://zitmen.github.io/thunderstorm/ | ||
| Trizma Base | Sigma-Aldrich | T1503 | |
| Trypsin-EDTA (1x), 0.25% | GenDEPOT | CA014-010 | |
| Tween-20 | Sigma-Aldrich | P9416 | 100 mL |
| X-well tissue culture chamber slides | SARSTEDT | 94.6190.802 |
References
- Marlovits, T. C., et al. Structural insights into the assembly of the type III secretion needle complex. Science. 306 (5698), 1040-1042 (2004).
- Kubori, T., et al. Supramolecular structure of the Salmonella typhimurium type III protein secretion system. Science. 280 (5363), 602-605 (1998).
- LaRock, D. L., Chaudhary, A., Miller, S. I. Salmonellae interactions with host processes. Nature Reviews Microbiology. 13 (4), 191-205 (2015).
- Galan, J. E., Waksman, G. Protein-injection machines in bacteria. Cell. 172 (6), 1306-1318 (2018).
- Feng, X., Oropeza, R., Kenney, L. J. Dual regulation by phospho-OmpR of ssrA/B gene expression in Salmonella pathogenicity island 2. Molecular Microbiology. 48 (4), 1131-1143 (2003).
- Walthers, D., et al. Salmonella enterica response regulator SsrB relieves H-NS silencing by displacing H-NS bound in polymerization mode and directly activates transcription. Journal of Biological Chemistry. 286 (3), 1895-1902 (2011).
- Chakraborty, S., Mizusaki, H., Kenney, L. J. A FRET-based DNA biosensor tracks OmpR-dependent acidification of Salmonella during macrophage infection. PLoS Biology. 13 (4), e1002116 (2015).
- Liew, A. T. F., et al. Single cell, super-resolution imaging reveals an acid pH-dependent conformational switch in SsrB regulates SPI-2. eLife. 8, e45311 (2019).
- Knuff, K., Finlay, B. B. What the SIF is happening-the role of intracellular Salmonella-induced filaments. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 7, 335 (2017).
- Drecktrah, D., et al. Dynamic behavior of Salmonella-induced membrane tubules in epithelial cells. Traffic. 9 (12), 2117-2129 (2008).
- Garcia del-Portillo, F., Zwick, M. B., Leung, K. Y., Finlay, B. B. Salmonella induces the formation of filamentous structures containing lysosomal membrane glycoproteins in epithelial cells. Proceedings of the National Academy of Sciences. 90 (22), 10544-10548 (1993).
- Singh, M. K., Zangoui, P., Yamanaka, Y., Kenney, L. J. Genetic code expansion enables visualization of Salmonella type three secretion system components and secreted effectors. elife. 10, e67789 (2021).
- Singh, M. K., Kenney, L. J. Super-resolution imaging of bacterial pathogens and visualization of their secreted effectors. FEMS Microbiology Reviews. 45 (2), fuaa050 (2020).
- Akeda, Y., Galan, J. E. Chaperone release and unfolding of substrates in type III secretion. Nature. 437 (7060), 911-915 (2005).
- Su, W. W. Fluorescent proteins as tools to aid protein production. Microbial Cell Factories. 4 (1), 12 (2005).
- Wang, S., Moffitt, J. R., Dempsey, G. T., Xie, X. S., Zhuang, X. Characterization and development of photoactivatable fluorescent proteins for single-molecule-based superresolution imaging. Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (23), 8452-8457 (2014).
- Ghodke, H., Caldas, V. E. A., Punter, C. M., van Oijen, A. M., Robinson, A. Single-molecule specific mislocalization of red fluorescent proteins in live Escherichia coli. Biophysical Journal. 111 (1), 25-27 (2016).
- Gahlmann, A., Moerner, W. E. Exploring bacterial cell biology with single-molecule tracking and super-resolution imaging. Nature Reviews Microbiology. 12 (1), 9-22 (2014).
- Keppler, A., et al. A general method for the covalent labeling of fusion proteins with small molecules in vivo. Nature Biotechnology. 21 (1), 86-89 (2003).
- Gautier, A., et al. An engineered protein tag for multiprotein labeling in living cells. Chemical Biology. 15 (2), 128-136 (2008).
- Young, A. M., Minson, M., McQuate, S. E., Palmer, A. E. Optimized fluorescence complementation platform for visualizing Salmonella effector proteins reveals distinctly different intracellular niches in different cell types. ACS Infectious Diseases. 3 (8), 575-584 (2017).
- Martin, B. R., Giepmans, B. N., Adams, S. R., Tsien, R. Y. Mammalian cell-based optimization of the biarsenical-binding tetracysteine motif for improved fluorescence and affinity. Nature Biotechnology. 23 (10), 1308-1314 (2005).
- Adams, S. R., et al. New biarsenical ligands and tetracysteine motifs for protein labeling in vitro and in vivo: Synthesis and biological applications. Journal of the American Chemical Society. 124 (21), 6063-6076 (2002).
- Gao, Y., Spahn, C., Heilemann, M., Kenney, L. J. The pearling transition provides evidence of force-driven endosomal tubulation during Salmonella infection. mBio. 9 (3), e01083-e01018 (2018).
- Brumell, J. H., Goosney, D. L., Finlay, B. B. SifA, a type III secreted effector of Salmonella typhimurium, directs Salmonella-induced filament (Sif) formation along microtubules. Traffic. 3 (6), 407-415 (2002).
- Lang, K., Chin, J. W. Cellular incorporation of unnatural amino acids and bioorthogonal labeling of proteins. Chemical Reviews. 114 (9), 4764-4806 (2014).
- Davis, L., Chin, J. W. Designer proteins: applications of genetic code expansion in cell biology. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 13 (3), 168-182 (2012).
- Chin, J. W., et al. Addition of p-azido-L-phenylalanine to the genetic code of Escherichia coli. Journal of the American Chemical Society. 124 (31), 9026-9027 (2002).
- Kipper, K., et al. Application of noncanonical amino acids for protein labeling in a genomically recoded Escherichia coli. ACS Synthetic Biology. 6 (2), 233-255 (2017).
- Uttamapinant, C., et al. Genetic code expansion enables live-cell and super-resolution imaging of site-specifically labeled cellular proteins. Journal of American Chemical Society. 137 (14), 4602-4605 (2015).
- Plass, T., et al. Amino acids for Diels-Alder reactions in living cells. Angewandte Chemie International Edition. 51 (17), 4166-4170 (2012).
- Lang, K., et al. Genetic encoding of bicyclononynes and trans-cyclooctenes for site-specific protein labeling in vitro and in live mammalian cells via rapid fluorogenic Diels-Alder reactions. Journal of the American Chemical Society. 134 (25), 10317-10320 (2012).
- Xu, H., et al. Re-exploration of the codon context effect on amber codon-guided incorporation of noncanonical amino acids in Escherichia coli by the blue-white screening assay. ChemBioChem. 17 (13), 1250-1256 (2016).
- Nakamura, Y., Gojobori, T., Ikemura, T. Codon usage tabulated from the international DNA sequence databases: status for the year 2000. Nucleic Acids Research. 28 (1), 292 (2000).
- Spahn, C., et al. Sequential super-resolution imaging of bacterial regulatory proteins: the nucleoid and the cell membrane in single, fixed E. coli cells. Methods in Molecular Biology. 1624, 269-289 (2017).
- Grimm, J., English, B., Chen, J., et al. A general method to improve fluorophores for live-cell and single-molecule microscopy. Nature Methods. 12 (3), 244-250 (2015).
- Xu, J., Ma, H., Liu, Y. Stochastic Optical Reconstruction Microscopy (STORM). Current Protocols in Cytometry. 81 (1), 12-46 (2017).
- Meineke, B., Heimgärtner, J., Eirich, J., Landreh, M., Elsässer, S. J. Site-specific incorporation of two ncAAs for two-color bioorthogonal labeling and crosslinking of proteins on live mammalian cells. Cell Reports. 31 (12), 107811 (2020).
- Bessa-Neto, D., et al. Bioorthogonal labeling of transmembrane proteins with non-canonical amino acids unveils masked epitopes in live neurons. Nature Communications. 12 (1), 6715 (2021).
- Beliu, G., et al. Bioorthogonal labeling with tetrazine-dyes for super-resolution microscopy. Communication Biology. 2, 261 (2019).
- Arsić, A., Hagemann, C., Stajković, N., Schubert, T., Nikić-Spiegel, I. Minimal genetically encoded tags for fluorescent protein labeling in living neurons. Nature Communications. 13 (1), 314 (2022).
