新的化学探针可以更好地了解细胞活动

研究人员开发了一套新的化学探针，以改善个体细胞内发生的活动的实时成像。

eLife期刊中描述了称为FLARE(FLuorescence Anisotropy REporters)的探针，它也可与其他光学方法(如光遗传学)一起使用，以提供更深入的活组织分析。他们最终可以帮助研究如何在空间和时间中调节细胞信号传导途径以及不同途径如何相互串扰。

FLARE由加州大学圣地亚哥分校医学院和约翰霍普金斯大学的研究人员设计，用于准确检测细胞中酶(称为激酶)和第二信使的活性。第二信使是将细胞表面接收的信号(例如药物或激素的到达)带到细胞其他区域的分子的分子。

“遗传编码的生物传感器通过允许实时监测活细胞中的信号活动，彻底改变了细胞信号传导的研究，”第一作者Brian Ross博士说。约翰斯·霍普金斯大学生物医学工程专业的候选人。现有的生物传感器可以分为两大类：单色，其中读数是荧光强度的变化，和比率，其中读数是两种不同荧光强度之间的比率。在创建荧光图像时，收集色谱中限定范围内的光 - 称为颜色通道。

“由于它们只需要一个颜色通道，单色传感器可以在成像实验中提供更大的灵活性，”Ross解释道。“然而，它们对探针浓度的变化敏感，这可能是由细胞形状或光照强度的变化引起的。另一方面，具有比例读数的传感器抵消了许多这些变化，但要求两个不同的颜色通道限制了它们在细胞内同时监测多种信号传导活动的能力。“

考虑到这些限制，罗斯和他的团队创建了一组仅占用一个通道的探针，同时仍然消除了不同成像条件和探针浓度的影响。他们的探针基于同源FRET成像 - 一种单色方法，通常用于研究细胞中蛋白质的聚集。

“我们的FLARE结合了同源FRET跟踪细胞多种元素的能力，能够提供定量比率读数，”资深作者，加州大学圣地亚哥分校医学院药理学教授Jin Zhang解释说。“与通常一次使用的异型FRET传感器不同，FLARE涉及使用各种颜色传感器来演示在同一个细胞中同时工作的三个活动报告器的成像。”

该团队还展示了探针与其他成像技术的兼容性，包括光遗传学。张提出的进一步发展和优化可以提高探测器的性能，扩大了色彩的调色板和扩展的设计，包括其他信号的活动，可能使他们在今后的神经元及其他细胞研究的流行工具。