实时超分辨率跟踪mtDNA重塑和炎性释放的选择性光探测器

科学领域:

• 细胞生物学 细胞生物学
• 分子生物学分子生物学
• 生物物理学的生物物理.

背景情况:

• 线粒体DNA (mtDNA) 在细胞功能和恒温中起着至关重要的作用.
• 追踪活细胞中的mtDNA动态对于了解发育,新陈代谢和疾病至关重要.
• 现有的活细胞mtDNA成像方法受到探针选择性和光稳定性的限制.

研究的目的:

• 开发一种新的,光稳定的光探头,用于在活细胞中超分辨率跟踪mtDNA动态.
• 在各种细胞条件下研究mtDNA的时空释放.
• 建立一个用于先进mtDNA成像和分析的多功能平台.

主要方法:

• 一个无洗的光探针的理性工程,mtNARed.
• 刺激发射耗尽 (STED) 显微镜用于超分辨率成像.
• 光终身成像显微镜 (FLIM) 用于补充读取.
• 在包括精子细胞在内的各种哺乳动物细胞类型中进行成像.

主要成果:

• mtNARed表现出很大的斯托克斯转移和高光稳定性,使长期活细胞成像成为可能.
• 探测器精确地定位到线粒体核子体,区分mtDNA与核DNA.
• 超分辨率成像显示在线粒体压力和炎症下逐渐释放mtDNA.
• mtDNA释放与线粒体脱极化,膜分解和免疫激活相关.

结论:

• mtNARed为先进的mtDNA成像提供了一个强大的多功能平台.
• 这种探测器有助于研究线粒体基因组动力学,维护和信号传输.
• 这些发现为剖析在生理和病理状态中的线粒体作用开辟了新的途径.