细胞内电信号的新技术同行–可能激发新的研究领域

细胞内电信号复杂的舞动是许多有关疾病和失调问题的关键，但一直难以理解，因此，芝加哥大学的一个科学家小组发明了一种监听的方法。

芝加哥大学的科学家开创了一种测量细胞中电的新方法。

电是生物体内的关键成分。我们知道电压差在生物系统中很重要。它们驱动心脏跳动，并允许神经元相互交流。但是几十年来，不可能测量细胞器（细胞内部的膜包裹结构）与细胞其余部分之间的电压差。

然而，由UChicago科学家创造的一项开创性技术使研究人员能够窥视细胞，以了解有多少不同的细胞器使用电压来执行功能。

“科学家很久以来就注意到，用于染色细胞的带电染料会卡在线粒体中，”该论文的第一作者研究生Anand Saminathan解释说，该论文发表在《自然纳米技术》上。“但是研究活细胞中其他细胞器的膜电位的工作还很少。”

UChicago的Krishnan实验室专门研究构建微型传感器，以便在细胞内部传播并报告发生的情况，以便研究人员能够了解细胞的工作原理以及它们在疾病或失调中的分解方式。以前，他们已经建造了这样的机器来研究神经元和溶酶体。

在这种情况下，他们决定使用该技术调查活细胞内细胞器的电活动。

在神经元的膜中，有称为离子通道的蛋白质，它们充当带电离子进入和离开细胞的通道。这些通道对于神经元进行交流至关重要。先前的研究表明，细胞器具有类似的离子通道，但我们不确定它们扮演的角色。

研究人员的新工具称为Voltair，可以进一步探讨这个问题。它可以作为电压表来测量电池内部两个不同区域的电压差。Voltair由DNA构成，这意味着它可以直接进入细胞并进入更深的结构。

在最初的研究中，研究人员寻找膜电位-细胞器内部与外部的电压差。他们发现了一些细胞器中这种潜能的证据，例如反高尔基网络和再循环内体，以前认为它们根本没有膜潜能。

“因此，我认为细胞器中的膜电位可能发挥更大的作用-也许可以帮助细胞器沟通，”基于核酸的分子装置专家Yamuna Krishnan教授说。

作者说，他们的研究仅仅是开始。 Voltair为许多领域的研究人员提供了一种解答他们甚至从未提出过的问题的方法。它甚至可以在植物中使用。

萨米纳森说：“这项新发展至少将开始对话，甚至可能激发新的研究领域。”

参考：《自然纳米技术》，Anand Saminathan，John Devany，Aneesh Tazhe Veetil，Bhavyashree Suresh，Kavya Smitha Pillai，Michael Schwake和Yamuna Krishnan撰写的“基于DNA的细胞器电压表”，2020年11月2日，自然纳米技术。DOI：
10.1038 / s41565-020-00784-1

资金：美国芝加哥大学妇女委员会国家卫生研究院，芝加哥社区信托基金会的Searle基金