膜対膜の接触部位におけるカルシウムイオンダイナミクスを感知するバイパルタイトの遺伝子コード化バイオセンサ

科学分野:

• 分子生物学
• 細胞生物学
• 生物化学

背景:

• 自己補完性バイパートイト光タンパク質 (FP) は,タンパク質とタンパク質の相互作用および膜接触部位における局所化を研究するのに価値があります.
• 既存のFPシステムは,ダイナミックな細胞プロセスへの適用が制限されることがあります.

研究 の 目的:

• 緑色FP (GFP),赤色FP (RFP),mNeonGreen (NG) の自己補完型の2部バージョンを設計する.
• これらの分割されたFPをベースにした二重カルシウムイオン (Ca2+) バイオセンサを開発する.
• 膜と膜の接触部位でこれらのバイオセンサの機能的な組み立てと適用を実証する.

主な方法:

• GFP,RFP,mNeonGreenを円周的に大 (9 β-strands) と小 (2 β-strands) の断片に分割する.
• 生体細胞の分裂したFP断片を共発し,機能的なFPβバレルへの自己補充の組み立てを評価する.
• エンジニアリングはFPを2つのCa2+バイオセンサに分割し 特定の細胞部位をターゲットにします
• mNeonGreenベースのCa2+バイオセンサを使用して,ミトコンドリア-エンドプラズマ網膜接触部位 (MERC) のCa2+ダイナミクスを視覚化します.

主要な成果:

• 生体細胞で機能的なFPβバレルを再構成するGFP,RFP,mNeonGreenの自己補完性バイパートイトバージョンを成功裏に生成した.
• これらの分割されたFPから,膜と膜の接触部位で組み立てられる2部構成のCa2+バイオセンサを開発した.
• MERCで薬理学的に誘発されたCa2+の放出を視覚化するために,mNeonGreenベースの二部Ca2+バイオセンサの有用性を実証した.

結論:

• 自己補完の二重FPは,タンパク質の近接検出とフッ素素の局所化のための多用途のプラットフォームを提供します.
• スプリットFPベースのCa2+バイオセンサは,局所的なCa2+シグナリングを研究するために,膜接触部位に効果的に標的と組み立てることができます.
• この技術は,MERCのような重要な細胞界面でのダイナミックなCa2+イベントの可視化を可能にします.