生体細胞の細胞内pHを,遺伝的にコードされた赤色光タンパク質センサーでイメージングする

科学分野:

• 細胞生物学 細胞生物学
• バイオケミストリー バイオケミストリー
• バイオフィジックス 生物物理学

背景:

• 細胞内pHは,タンパク質の機能と臓器細胞の活動に不可欠です.
• 既存のpHイメージングツールは,生細胞での応用には限界があります.

研究 の 目的:

• 生体細胞のイメージングのための新しい,遺伝的にコードされた赤色光pHセンサを設計する.
• センサーの比数値および光寿命特性を特徴付けるため.
• 細胞内pHのダイナミックな変化をモニタリングする際の有用性を検証する.

主な方法:

• 赤色光タンパク質mKeimaのサイト指向型変異.
• pHRedの刺激/放出スペクトルとpK (a) の特徴づけ
• ラチオメトリックイメージングと,生細胞における光寿命測定.

主要な成果:

• pHRedは,最初の単一タンパク質,比分赤色光 pH センサーです.
• 二重刺激ピークとpH対応の強度比を示し,表面pK (a) が6.6.である.
• pHRedは,二光子刺激画像に適したpH依存の光寿命を示しています.

結論:

• pHRedは,生きている細胞の細胞内pHを画像化するための汎用性の高い新しいツールを提供します.
• サイトゾールやミトコンドリアなどの異なる細胞区間のpHの変化をモニタリングすることができます.
• このセンサーは,細胞のエネルギーと陽子の恒常性を研究することを容易にする.