Rubíes de calcio: una familia de indicadores funcionalizables de emisión de rojo adecuados para imágenes de dos...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Biología celular Biología celular.
• La neurociencia es la neurociencia.

Sus antecedentes:

• Los iones de calcio (Ca2+) juegan un papel crítico en los procesos celulares.
• Los indicadores de calcio existentes tienen limitaciones en imágenes multicolores y mediciones cuantitativas.
• El desarrollo de nuevos indicadores es crucial para el avance de la investigación biológica.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y caracterizar una nueva familia de indicadores de calcio de color rojo fluorescente funcionables llamados Calcium Rubies (CaRubies).
• Para permitir la obtención de imágenes biológicas avanzadas de Ca2+, particularmente en experimentos multicolores y análisis cuantitativos.
• Proporcionar herramientas con afinidades de unión de Ca2+ sintonizables y propiedades espectrales adecuadas para configuraciones experimentales complejas.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización de tres variantes de CaRuby con diferentes afinidades de Ca2+ (3-22 μM).
• Análisis espectroscópico que incluye longitudes de onda de excitación/emisión (picos a 586/604 nm).
• El conteo de fotones individuales correlacionado con el tiempo para medir la vida útil de la fluorescencia y la dependencia de Ca2+.
• Mediciones de excitación de fluorescencia de dos fotones para la determinación absoluta de la concentración de Ca2+.

Principales resultados:

• CaRubies son indicadores fluorescentes rojos basados en BAPTA con un brazo lateral funcionalizable único.
• Tres variantes de CaRuby exhiben afinidades de Ca2+ entre 3 y 22 μM.
• Se observó un aumento de 10 veces en la vida media de la fluorescencia tras la quelación de Ca2+.
• Las mediciones de la concentración de Ca2+ son factibles debido al rendimiento cuántico dependiente de Ca2+, pero no a la absorbancia.

Conclusiones:

• Los rubíes de calcio son herramientas versátiles para la obtención de imágenes biológicas de Ca2+, que ofrecen mejores propiedades espectrales y funcionalidad.
• Sus largas longitudes de onda y los cambios en el tiempo de vida de la fluorescencia dependientes del Ca2+ facilitan la obtención de imágenes multicolores y las mediciones cuantitativas del Ca2+.
• Estos indicadores son adecuados para experimentos complejos, incluidos los que involucran optogenética y proteínas fluorescentes.