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基于分裂式熒光探針的細胞器間鈣信號動態監測技術開發
《Proceedings of the National Academy of Sciences》:Split genetically encoded calcium indicators for interorganellar junctions
【字體: 大 中 小 】 時間:2025年05月14日 來源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4
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針對細胞器間鈣信號監測工具缺失的難題,研究人員開發了基于分裂-GFP技術的紅綠雙色分裂型鈣離子指示劑(split-GECIs),通過靶向不同細胞器膜實現連接處特異性檢測。該研究構建了split-MEGIC(線粒體-內質網)和split-sf-MEMBER(質膜-內質網)探針系統,首次在體外/體內神經Ca2+活動中捕獲樹突棘內Mito-ER連接位點的鈣動態,填補了細胞器互作研究的技術空白。
遺傳編碼鈣離子指示劑(Genetically Encoded Calcium Indicators, GECIs)徹底改變了細胞鈣信號研究范式,為實時光學監測鈣動態提供了強大工具。盡管現有GECIs可靶向特定細胞器,但始終缺乏專用于細胞器連接處的功能性探針。研究團隊創新性地利用分裂綠色熒光蛋白(split-GFP)技術原理——僅當兩個片段空間鄰近時才恢復熒光,成功開發出紅/綠雙色分裂型GECIs系統。
這些探針可精準錨定不同細胞器膜,在線粒體與內質網連接處通過split-MEGIC探針、在質膜與內質網界面通過split-sf-MEMBER探針實現特異性組裝。應用該工具箱不僅揭示了神經元Ca2+活動特征,更首次在單個樹突棘尺度捕捉到線粒體-內質網連接位點(Mito-ER junctions)的鈣瞬變,為解析亞細胞區室化鈣信號傳導機制提供了革命性研究工具。
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