远红色和敏感传感器用于实时监测H2O2动态,具有亚细胞分辨率和多参数成像应用
Justin Daho Lee1,2,3, Amanda Nguyen2, Zheyu Ruby Jin4
1Molecular Engineering and Sciences Institute, University of Washington, Seattle, WA, USA.
bioRxiv : the preprint server for biology
|February 19, 2024
概括
研究人员开发了oROS-HT,一种新的红色光基因编码过氧化 (H2O2) 指示器. 这种工具可以实现对氧化还原生物学的多功能光遗传剖析,并以高分辨率绘制H2O2动态图.
科学领域:
- 转毒生物学 转毒生物学
- 分子成像学分子成像学
- 视觉遗传学 视觉遗传学
背景情况:
- 过氧化 (H2O2) 是哺乳动物生物学中至关重要的信号分子.
- H2O2水平的不平衡与各种病理状况有关.
- 现有的监测H2O2的工具在多功能性和应用方面存在局限性.
研究的目的:
- 开发一种新的红色光基因编码过氧化指示器 (GEHI) 用于先进的氧化还原生物学研究.
- 创建一种化学遗传传感器,oROS-HT,具有改善细胞内H2O2监测的特性.
- 为了证明oROS-HT在多色成像和研究细胞反应中的实用性.
主要方法:
- 使用蛋白质结构和预测工具设计oROS-HT传感器的结构导向设计.
- 通过Janelia Fluor (JF) 罗达胺染料 (JF635) 优化传感器,以获得红色光.
- 亚细胞向和绘制H2O2扩散的演示.
- 双色成像实验将oROS-HT与指标 (Fluo-4) 结合起来.
主要成果:
- oROS-HT表现出明亮的红色光 (635nm激发/650nm发射) 用于监测细胞内H2O2动态.
- 该传感器允许使用直角分析物进行多色成像,并表现出低自发光.
- oROS-HT提供了优势,包括快速动力学,无氧成熟,低pH敏感度,没有光工件或聚合.
- 在亚细胞分辨率下实现了有效的亚细胞向和H2O2扩散的映射.
- 双色图像显示了auranofin在细胞氧化还原和水平上的短暂影响.
结论:
- oROS-HT是一种多功能且强大的红色光GEHI,用于剖析氧化还原生物学.
- 该传感器可使用先进的成像技术,包括多参数双色分析.
- oROS-HT为研究细胞氧化还原生理及其与其他信号通路的相互作用提供了新的能力.
