新傳感器可以前所未有地觀察細(xì)胞內(nèi) ATP 水平的變化

正如美國(guó)經(jīng)濟(jì)依靠美元運(yùn)行一樣，細(xì)胞經(jīng)濟(jì)也依靠三磷酸腺苷 (ATP) 運(yùn)行。這種攜帶能量的分子幾乎為細(xì)胞內(nèi)的所有過(guò)程提供燃料，使得 ATP 對(duì)細(xì)胞生命至關(guān)重要。

現(xiàn)在，Janelia 開(kāi)發(fā)的一種新傳感器使研究人員能夠更好地了解活細(xì)胞內(nèi)的 ATP 水平，使科學(xué)家能夠比以往更詳細(xì)地研究這種細(xì)胞貨幣的波動(dòng)如何影響細(xì)胞并導(dǎo)致疾病。

盡管 ATP 對(duì)細(xì)胞至關(guān)重要，但科學(xué)家們還沒(méi)有很好的方法來(lái)追蹤它在活細(xì)胞中的變化。以前的 ATP 傳感器昏暗、緩慢或難以使用。

2019 年，Janelia 和加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員開(kāi)發(fā)了一種熒光蛋白傳感器iATPSnFR，其工作原理與用于檢測(cè)鈣的流行 GCaMP 傳感器類似。熒光分子附著在結(jié)合 ATP 的蛋白質(zhì)上。當(dāng)這種結(jié)合發(fā)生時(shí)，蛋白質(zhì)會(huì)改變形狀，導(dǎo)致熒光分子發(fā)光。這種第一代傳感器可以檢測(cè) ATP 的變化，但它只能在很窄的范圍內(nèi)工作，因此它對(duì)于跟蹤細(xì)胞內(nèi) ATP 濃度的變化沒(méi)有用處。

現(xiàn)在，Janelia 的科學(xué)家和合作者在 Janelia 工具翻譯團(tuán)隊(duì)的高級(jí)科學(xué)家 Jonathan Marvin 的領(lǐng)導(dǎo)下，開(kāi)發(fā)出了下一代傳感器 iATPSnFR2，它可以在更大的范圍內(nèi)跟蹤 ATP 濃度。這使得科學(xué)家能夠比以往更詳細(xì)地測(cè)量活細(xì)胞內(nèi)的 ATP。

研究結(jié)果發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》雜志上。

威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的研究員、Janelia 學(xué)者 Tim Ryan 與 Marvin 及其團(tuán)隊(duì)合作開(kāi)發(fā)和測(cè)試了新傳感器，他使用 iATPSnFR2 來(lái)跟蹤單個(gè)突觸(神經(jīng)元通信的連接點(diǎn))處 ATP 的變化。

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