正如美国经济依靠美元运行一样,细胞经济也依靠三磷酸腺苷(ATP)运行。这种携带能量的分子几乎为细胞内的所有过程提供燃料,使得ATP对细胞生命至关重要。

新传感器可以前所未有地观察细胞内ATP水平的变化

现在,Janelia开发的一种新传感器使研究人员能够更好地了解活细胞内的ATP水平,使科学家能够比以往更详细地研究这种细胞货币的波动如何影响细胞并导致疾病。

尽管ATP对细胞至关重要,但科学家们还没有很好的方法来追踪它在活细胞中的变化。以前的ATP传感器昏暗、缓慢或难以使用。

2019年,Janelia和加州大学洛杉矶分校的研究人员开发了一种荧光蛋白传感器iATPSnFR,其工作原理与用于检测钙的流行GCaMP传感器类似。荧光分子附着在结合ATP的蛋白质上。当这种结合发生时,蛋白质会改变形状,导致荧光分子发光。这种第一代传感器可以检测ATP的变化,但它只能在很窄的范围内工作,因此它对于跟踪细胞内ATP浓度的变化没有用处。

现在,Janelia的科学家和合作者在Janelia工具翻译团队的高级科学家JonathanMarvin的领导下,开发出了下一代传感器iATPSnFR2,它可以在更大的范围内跟踪ATP浓度。这使得科学家能够比以往更详细地测量活细胞内的ATP。

威尔康奈尔医学院的研究员、Janelia学者TimRyan与Marvin及其团队合作开发和测试了新传感器,他使用iATPSnFR2来跟踪单个突触(神经元通信的连接点)处ATP的变化。

Ryan和他的团队正在研究突触ATP活性的变化如何在帕金森病的发展中发挥作用。新的传感器使他们能够直接观察这些变化,并了解这些波动如何导致疾病。

除了这项研究之外,该团队预计其他科学家将使用新传感器来研究涉及ATP的广泛研究问题,而以前的工具很难回答这些问题。