Small Methods:细胞器膜间物质流超分辨成像示踪

基于膜接触的细胞器互作网络的紊乱与多种疾病(如帕金森病、肿瘤)的发生发展密切相关,已成为药物研发的方向之一。研究表明,细胞器膜间生物活性离子的快速交换形成的物质流调节着细胞的生物生理过程。近几年,尽管超分辨率显微成像技术取得了长足进展,但因亚细胞膜间物质流交换速度极快,其可视化研究仍具有挑战性。因此,通过利用功能性工具分子攻克膜间物质流的高时空分辨率可视化研究难题就显得尤为重要。

膜间物质流瞬态捕获示意图

山东第一医科大学陈启鑫团队开发了“膜间物质流瞬态超分辨成像捕获技术”,通过利用功能性工具分子对特定局部环境和分析物作出双重荧光响应,无需长时成像即可捕获动态膜间物质流交换。该策略通过双色分子探针的颜色转换来可视化活细胞中的生物活性离子在细胞器膜间的物质交换,并实现了线粒体-溶酶体接触位点间活性硫物质流交换的捕获。该策略实现了活性物质在“线粒体-溶酶体接触”膜间的精准定量和转运研究,也可扩展到检测活细胞中的其它生物活性小分子,并将有助于阐明迄今为止无法观察和研究的离子相关交换事件。该工作所开发的细胞器膜间物质流示踪技术,对于解析生命体中的物质流介导细胞器互作的分子机器及其调节机制,阐明其在疾病中的机制及药物调控起着推动作用,并为新药发现奠定了坚实的基础。

该研究得到了国家自然科学基金(22107059)、山东省重点研发计划(重大科技创新工程)(2021CXGC010501),山东省自然科学基金(ZR2021QH057),山东省高校青年创新团队支持计划(2021KJ035)等基金的资助。

论文信息:

Single Image Capture of Bioactive Ion Crosstalk within Inter-organelle Membrane Contacts at Nanometer Resolution

Guiqian Fang, Huimin Chen, Xintian Shao*, Han Wang, Dongxue Zhan, Ran Wang, Peng Meng, Hongbao Fang, Fei Liu, Peixue Ling, Zhongyu Wu, Jiajie Diao, Qingqiang Yao*, Qixin Chen*

Small Methods

DOI: 10.1002/smtd.202200321

原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smtd.202200321