MoonTag：单分子成像的“月光标签”

在细胞内追踪蛋白翻译与定位，是现代分子生物学和细胞生物学的重要研究方向。2014 年，Vale 实验室首次提出了SunTag系统：通过在目标蛋白上串联重复的 GCN4 短肽表位，并利用高亲和力的 anti-GCN4 单链抗体（scFv）结合荧光蛋白，实现了信号的指数级放大，从而使单分子翻译的实时成像成为可能。SunTag 的出现极大推动了分子成像的发展，但它仍存在一定局限——只能提供单通道信号，难以同时追踪多个事件。

为解决这一问题，Tanenbaum 团队在 2019 年Cell 期刊上提出了 MoonTag 系统。MoonTag 的设计理念与 SunTag 相同，都是利用“重复短肽表位–特异抗体”的组合来实现信号放大。但MoonTag 采用了一段全新的 短肽表位序列：VDEMTKKFGTLTLE

这一表位源自 HPV16 E2 蛋白的片段，研究团队筛选出与其高亲和结合的 anti-MoonTag scFv，并将其与荧光蛋白融合，从而构建出完整的 MoonTag 系统。与 SunTag 的 anti-GCN4 scFv 不同，anti-MoonTag scFv 与 SunTag 无交叉反应，具备严格的正交性。

MoonTag 的发明人是 Michiel E. Tanenbaum及其团队。他们在 SunTag 的基础上进一步开发了这套正交标签，核心目的是在单个细胞中实现 多通道成像。通过将 SunTag 与 MoonTag 并行使用，研究者能够同时追踪两类不同的蛋白或 mRNA 翻译事件，互不干扰。这一突破解决了单色标签无法区分不同分子过程的难题。

MoonTag 的应用领域主要集中在单分子翻译动力学研究和多色成像实验。例如，在 2019 年的研究中，作者利用 SunTag 与 MoonTag 双标签系统，首次在同一细胞内同时观测两种 mRNA 的翻译过程，揭示了不同转录本在翻译速率和效率上的巨大差异。这一应用不仅展示了 MoonTag 的技术潜力，也为理解细胞内翻译调控的异质性提供了新的工具。

与 SunTag 相比，MoonTag 的优势在于其 正交性：两者可以搭配使用，适合多色成像和复杂的实验设计。而 SunTag 本身在信号强度和文献积累方面更为成熟，应用也更广泛。两者结合，就像“太阳”和“月亮”一样，相互辉映，为活细胞成像提供了更丰富的选择。

SunTag vs MoonTag 对比

MoonTag和 SunTag都是Michiel E. Tanenbaum发明的，都属于私人定制的自嗨Tag,将两个Tag联合在一起使用就变成了Mash tag,其主要用途是细胞内单分子成像。

我们目前所用的标签，不管是用于纯化、分子示踪，还是检测，大部分标签是“半人造”的，完全取之于天然的很少。连续三篇介绍了MAP tag,Sun tag,Moon tag,这些都属于个性化制造的标签，我们在实验生产中，也可以根据自身实际需求设计出自己的“私人制造Tag”

参考文献

1. Tanenbaum      ME, Gilbert LA, Qi LS, Weissman JS, Vale RD. A protein-tagging system      for signal amplification in gene expression and fluorescence imaging.      Cell. 2014;159(3):635–646. doi:10.1016/j.cell.2014.09.039
2. Boersma S,      Khuperkar D, Verhagen BMP, Sonneveld S, Grimm JB, Lavis LD, Tanenbaum ME. Multi-Color      Single-Molecule Imaging Uncovers Extensive Heterogeneity in mRNA Decoding.      Cell. 2019;178(2):458–472.e19. doi:10.1016/j.cell.2019.05.001