一个水溶性,细胞透的Mn2传感器可以可视化活哺乳动物细胞中的动态
Smitaroopa Kahali1, Sujit Kumar Das1, Ravinder Kumar1
1Department of Chemical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research 1 Homi Bhabha Road Mumbai 400005 India ankona@tifr.res.in.
Chemical science
|July 19, 2024
概括
研究人员开发了M4,一种新的光传感器,用于跟踪活细胞中的 (Mn2+) 离子. 这种细胞通透的探头能够实时可视化和测量Mn2+,克服了细胞成像的先前限制.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 细胞生物学 细胞生物学
- 化学生物学 化学生物学
背景情况:
- (Mn2+) 离子对于包括免疫力,大脑功能和光合作用在内的生物过程至关重要.
- 现有的光传感器在水性细胞环境中与细胞透性,选择性和对Mn2+的敏感性作斗争.
- 2+对光体具有较弱的结合和灭作用,这对开发有效的成像探针构成了重大挑战.
研究的目的:
- 开发一种新型的,细胞透的光传感器,用于在生物系统中选择性和敏感地检测Mn2+.
- 为了克服现有的传感器在成像中存在的局限性,在水性细胞环境中可检测不稳定的Mn2+离子.
- 为了实现实时可视化和量化Mn2+活哺乳动物细胞中的动态.
主要方法:
- 一个水溶性,可逆的光开启传感器 (M4) 的计算设计和合成,用于Mn2+.
- 评估M4对Mn2+的结合亲和力 (Kd) 以及其细胞透性的评估.
- 在共聚焦光强度和终身成像中应用M4,用于在活哺乳动物细胞中可视化Mn2+.
主要成果:
- 开发的传感器M4对Mn2+具有很高的选择性和灵敏度,其Kd值为1.4μM.
- M4表现出快速的细胞透 (15分钟内) 并成功地用于Mn2+活细胞成像.
- 传感器允许在各种生理和病理生理条件下可视化差异性Mn2+定位和吸收.
- 一个细胞内反应曲线使得能够第一次测量HeLa细胞 (1.14 ± 0.15μM) 中的内源性可变Mn2+.
结论:
- M4是一种新型,水溶性,细胞透的光传感器,可以克服Mn2+成像中的关键挑战.
- 该传感器能够可视化Mn2+动态,并提供了一种在活哺乳动物细胞中量化内源性性Mn2+的方法.
- 这项工作为研究2+在健康和疾病中的生物学作用建立了新的工具.
