开发一个双报告器系统,同时可视化Ca2+信号和AMPK活动信号
Yusuf C Erdoğan1,2, Johannes Pilic1, Benjamin Gottschalk1
1Gottfried Schatz Research Center, Molecular Biology and Biochemistry, Medical University of Graz, Neue Stiftingtalstraße 6, Graz 8010, Austria.
ACS sensors
|August 21, 2024
概括
我们开发了AMPK-SPARK来可视化AMP激活激酶 (AMPK) 活动,以及GCaMP-AMPK-SPARK用于同时测量和AMPK. 这些工具揭示了细胞信号的动态和异质性.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 细胞生物学 细胞生物学
- 分子生物学分子生物学
背景情况:
- AMP激活激酶 (AMPK) 是一个关键的能量传感器,参与细胞代谢.
- 实时监测AMPK活动对于了解细胞对各种刺激的反应至关重要.
- 测量AMPK活动的现有方法可能很复杂,缺乏动态时间分辨率.
研究的目的:
- 开发一种新的报告系统,AMPK-SPARK,用于可视化AMP激活激酶 (AMPK) 激活.
- 创建一个双报告系统,GCaMP-AMPK-SPARK,用于同时监测细胞内 (Ca2+) 水平和AMPK活性.
- 在响应Ca2+信号传递的AMPK激活动态中研究细胞间异质性.
主要方法:
- 开发用于AMPK的基于相的活性报告器酶 (SPARK) 的分离.
- 将一个Ca2+生物传感器 (GCaMP6f) 集成到SPARK系统中,以创建一个双报告器.
- 使用单通道光显微镜同时检测Ca2+和AMPK活性.
- 绘制内源AMPK活动的地图,并可视化其在各种细胞类型中的动态以及对刺激的反应.
主要成果:
- 通过形成明亮的光星团,AMPK-SPARK成功报告了AMPK的激活.
- GCaMP-AMPK-SPARK能够同时,单通道监测Ca2+和AMPK活动,而不会出现光谱重叠问题.
- 该研究可视化了AMPK激活的动态,以应对各种刺激.
- 细胞间AMPK激活的异质性,特别是与Ca2+调动相关的异质性,使用双报告器揭示出来.
结论:
- 开发的AMPK-SPARK和GCaMP-AMPK-SPARK系统为研究激酶活性和细胞信号提供了强大的工具.
- 双报告员策略有助于调查Ca2+信号和AMPK通路之间的交叉声.
- 这种方法可以广泛应用于探索蜂信号网络中的复杂相互作用.
