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        人體細胞中的重要信使物質是第一次活測量
        
			
        
				2019-01-25 14:10:17
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        科學家們首次成功地實時測量了人體細胞中重要信使物質一氧化氮(NO)濃度的變化。這項突破已發(fā)表在Nature Communications雜志上，它是通過融合兩種特殊蛋白質來實現(xiàn)的，這兩種特殊蛋白質可作為測量探針。融合蛋白可以進行遺傳編碼，因此可以直接在待測細胞中產生。這一發(fā)展為全面了解NO動力學鋪平了道路，NO在心血管，神經和免疫系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。
        

        人體細胞中的重要信使物質是第一次活測量
        

        自從發(fā)現(xiàn)其在勃起功能障礙中的作用以來，它已經上升 - 認識到一氧化氮(NO)作為心血管，神經和免疫系統(tǒng)中重要功能的調節(jié)劑。然而，到目前為止，不可能直接實時測量其細胞濃度。在奧地利科學基金FWF的資助下，由格拉茨醫(yī)科大學分子生物學和生物化學研究所Roland Malli領導的一個研究小組現(xiàn)已成功實現(xiàn)了這一目標。
        

        熒光蛋白
        

        該團隊生產出一種熒光蛋白，當它與NO結合時，熒光會發(fā)生變化。熒光的變化取決于NO的濃度; 它也是可逆的，并且這個過程或多或少地實時展開。因此，它滿足了使細胞內測量NO動力學所需的所有條件。Malli和他的團隊成功地測量了不同類型細胞的這些動態(tài)。對它們進行遺傳修飾，使得它們自身產生新蛋白質，并且可以基于細胞發(fā)出的熒光測量NO濃度。
        

        嵌合體
        

        與NO結合的蛋白質具有高度特異性，對該組的研究至關重要。“我們考慮將這種與NO結合的蛋白質與天然熒光蛋白質融合在一起。換句話說，要創(chuàng)造一種既能結合NO又發(fā)熒光的嵌合新蛋白質”，Malli解釋說。假設新蛋白質的熒光在與NO結合時會發(fā)生變化。計算機模擬證實，這是非常特殊的蛋白質組合的情況。
        

        玩弄蛋白質
        

        基于模擬，Malli開始制作一些新的蛋白質。所有這些蛋白質中的NO結合成分來自細菌蛋白質叫做NorR。這是所謂的轉錄因子，其充當NO信號和遺傳存儲信息的激活之間的中介。Malli解釋了使用細菌蛋白質的優(yōu)勢如下：“這很可能對哺乳動物細胞影響不大，我們想測量NO。” 然后，該團隊將NorR的一部分與五種不同的熒光蛋白合并，后者是NO結合的特異性負責。被稱為“遺傳編碼的NO探針”(geNOps)的融合蛋白實際上是以這樣的方式產生的，即它們快速導入細胞的遺傳信息導致功能性NO探針的生物合成。
        

        少即是多
        

        Malli本人對不同geNOps的有效性感到驚訝：“正如預期的那樣，NO的結合導致熒光的減少 - 即猝滅。可以清楚地測量效果，其強度直接取決于NO濃度。此外，NO結合易于逆轉，這意味著可以非?？焖俚販y量細胞NO濃度的變化。這是一個真正夢幻般的進步!“
        

        專利技術
        

        基于此，Malli和他的團隊能夠測量細胞區(qū)室中的NO濃度，如線粒體。此外，他們將geNOps的使用與細胞中鈣濃度的測量相結合，并且以這種方式，能夠以高時間分辨率證明信使物質NO和鈣的活性之間的聯(lián)系。geNOPs的開發(fā)已經獲得專利并且在FWF的支持下成為可能，預示著一氧化氮測量的新的曙光及其對個體細胞水平的廣泛生理影響。
        
			

			
          
        
			
        
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