高性能基因编码的绿色和红色光生物传感器用于pyruvate
Shosei Imai1, Saaya Hario1, Carl Suerte1
1Department of Chemistry, School of Science, The University of Tokyo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan.
bioRxiv : the preprint server for biology
|July 9, 2025
概括
研究人员开发了新的光生物传感器GreenPy1和ApplePy1,用于测量细胞中的酸盐水平. 这些高性能工具能够对这一关键代谢物进行多色成像,从而推动代谢研究.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 细胞生物学 细胞生物学
- 代谢学 代谢学 代谢学
背景情况:
- 酸盐是一种关键的代谢物,将糖解与各种细胞通路联系起来.
- 由于缺乏基于高性能光蛋白 (FP) 的生物传感器,研究酸盐的生理作用受到阻碍.
- 现有的生物传感器往往缺乏强大的酸盐检测所需的灵敏度 (ΔF/F0 > 10).
研究的目的:
- 开发基于FP的新型高性能生物传感器,以准确检测酸盐.
- 创建基于绿色光蛋白 (GFP) 和基于红色光蛋白 (RFP) 的生物传感器变种.
- 为了使先进的成像技术能够研究活细胞中pyruvate动态.
主要方法:
- 开发了GreenPy1 (基于GFP) 和ApplePy1 (基于RFP) 的酸盐生物传感器系列.
- 生物传感器性能的表征,包括光强度变化 (ΔF/F0) 和亲和力 (Kd).
- 生物传感器的应用用于哺乳动物细胞中pyruvate度变化的多色成像.
主要成果:
- 绿色Py1和ApplePy1生物传感器显示出显著的光强度变化 (ΔF/F0~20至>40).
- 生物传感器提供了一系列的亲和度,适合检测从几十微米到几毫米的度.
- 在哺乳动物细胞中,成功地实现了动态pyruvate水平变化的多色成像.
结论:
- 绿色Py1和ApplePy1生物传感器系列代表了pyruvate检测技术的重大进步.
- 这些生物传感器为研究酸盐代谢提供了高灵敏度和多功能性.
- 它们在多色成像中的实用性为了解细胞代谢调节开辟了新的途径.
