两部分基因编码的生物传感器在膜接触点感知离子动态

科学领域:

• 分子生物学
• 细胞生物学
• 生物化学

背景情况:

• 自补双部分光蛋白 (FP) 对于研究蛋白质与蛋白质相互作用和在膜接触部位的局部化有价值.
• 现有的FP系统在动态细胞过程中的应用可能受到限制.

研究的目的:

• 设计绿色FP (GFP),红色FP (RFP) 和mNeonGreen (NG) 的自补版本.
• 开发基于这些分裂FP的双部分离子 (Ca2+) 生物传感器.
• 展示这些生物传感器在膜接触点的功能组装和应用.

主要方法:

• 将GFP,RFP和mNeonGreen循环分解成大 (9β-链) 和小 (2β-链) 片段.
• 在活细胞中共表达分裂的FP片段,以评估自补组装到功能性FPβ桶.
• 工程师将FP分为两部分的Ca2+生物传感器, 并将它们定位到特定的细胞区.
• 使用基于mNeonGreen的Ca2+生物传感器可视化线粒体内质网接触点 (MERC) 的Ca2+动态.

主要成果:

• 成功生成了GFP,RFP和mNeonGreen的自我补充的两部分版本,这些版本在活细胞中重建了功能性FPβ桶.
• 从这些分裂的FP开发出两部分的Ca2+生物传感器,能够在膜-膜接触点组装.
• 证明了基于mNeonGreen的双端Ca2+生物传感器在MERC中可视化药理诱导的Ca2+释放的实用性.

结论:

• 自补的双方FP为蛋白质近距离检测和光体定位提供了多功能平台.
• 基于分裂FP的Ca2+生物传感器可以在膜接触部位有效地定位和组装以研究局部的Ca2+信号.
• 这项技术可以在MERC等关键细胞接口上可视化动态Ca2+事件.