細胞臓器内の膜潜在動態を視覚化するための電圧感受性フッ素素のバイオオートホーゴン,フッ素誘導ターゲティング

科学分野:

• 細胞電気生理学
• 器官生物学
• 光センサーの開発

背景:

• エンドプラズマ網膜 (ER) のようなオルガネルバイレイヤの間のトランスメブランポテンシャルは,細胞機能にとって極めて重要であるが,測定することは困難である.
• パッチクランプのような伝統的な電気生理学的方法は,細胞内臓膜の研究には適していません.
• 生体細胞内の臓器膜ポテンシャルの動的変化を監視するための精密な光学ツールが必要である.

研究 の 目的:

• 生体細胞のER膜ポテンシャルをモニターするための新しい光電圧レポーター,LUnAR RhoVRを設計,合成し,検証する.
• ERを標的にし,電圧に敏感な光信号を提供する探査機の能力を実証する.
• ERカルシウムシグナリングとプラズマ膜-ER機能結合を調査するために,プローブを適用する.

主な方法:

• ロダミンベースの電圧レポーターであるLigation Unquenched for Activation and Redistribution RhoVR (LUnAR RhoVR) の設計と合成
• トランシクロオクトン (TCO) をセラミド (Cer-TCO) に結合して,特定のERを標的とする.
• LUnAR RhoVRとCer-TCOを生きている細胞に併用して,テトラジン quenchingとTCO-テトラジン クリック化学を用いて標的型光化を行う.
• 2色ER局所電圧画像と細胞溶液Ca2+画像を含む光学画像技術.

主要な成果:

• LUnAR RhoVRがCer-TCOを介してERに特化した電圧感受センサーとして成功した合成と検証.
• 探査機とERのTCOの偶然の要件による最小限のオフターゲットの光を示す.
• 結合電圧とCa2+イメージングを使用して,内部貯蔵からCa2+の放出の電子中立性の検証.
• プラズマとER膜の機能的結合の直接視覚化で,プラズマ膜の潜在的変化に対するER潜在的反応の証拠を提供します.

結論:

• LUnAR RhoVRは,生きている細胞の ER膜ポテンシャルを光学的に監視するための強力なツールです.
• 探査機は,ERカルシウム動態とプラズマ膜-ERクロスストックの研究を容易にする.
• この技術は,TCO結合型探査機を用いた臓器生理学的探査において,より広範な応用の可能性を秘めている.