マスクされたロダミン電圧レポーターによる可逆性ミトコンドリア膜電位ダイナミクスのイメージング

科学分野:

• 細胞生物物理学
• ミトコンドリア生理学
• 光プローブ開発

背景:

• ミトコンドリアは,内部のミトコンドリア膜ポテンシャル (ΔΨm) によって誘発される酸化リン酸化によってATPを生成する.
• 健全な細胞での ΔΨm の正確な測定は,従来の方法では困難です.
• 既存のΔΨmの光探査機は,多くの場合,人工物に苦しんでおり,外部染料プールが必要です.

研究 の 目的:

• ミトコンドリア膜ポテンシャル (ΔΨm) のための新しい光レポーターを開発し,現在の方法の限界を克服する.
• ミトコンドリアに局所化し,蓄積依存のアーティファクトなしで ΔΨm ダイナミクスを報告する探査機を作成する.
• 他のセルラーパラメータとΔΨmのリアルタイムモニタリングを可能にします.

主な方法:

• ミトコンドリア標的化のためのアセトキシメチル (AM) エステルとしてそのカルボキシラートをマスクすることによって,光誘導電子移転 (PeT) ベースのインジケーター (RhoVR) の修正.
• 細胞内エステラゼを用いてAMエステルを分割し,ミトコンドリアマトリックス内に探査機を閉じ込めます.
• 多色画像を用いた様々な細胞系における探査機の局所化,可逆性,および解離器 (FCCP) に対する応答をテストする.

主要な成果:

• SPIRIT RhoVR (小分子,浸透性,内膜標的ロダミン電圧レポーターのための内部再配分) が開発され,複数の細胞のミトコンドリアに成功しました.
• SPIRIT RhoVRは,外因的な染料を必要とせずに,非常に低い濃度でFCCPによって誘発されたΔΨm変化に対する可逆反応を示した.
• この探査機は多色画像と互換性を証明し,細胞溶液Ca2+,プラズマ膜ポテンシャル,およびΔΨmの同時モニタリングを可能にしました.

結論:

• SPIRIT RhoVRは,ΔΨm依存の染料蓄積から独立して機能する最初の光型ΔΨmレポーターです.
• この新しい探査機は 活体細胞のミトコンドリア膜の潜在能力を リアルタイムで評価するための 頑丈で人工物のない方法を提供します
• SPIRIT RhoVRは,高度な多パラメータ細胞分析を容易にし,ミトコンドリア機能と細胞のエネルギー研究のための新しい道を開きます.