Caspases هي البروتياز السيستين التي تتوسط موت الخلايا أفكارك التي كتبها الشق العديد من البروتينات داخل الخلايا بعد مخلفات اسبارتاتي الرئيسية. على سبيل المثال، caspases البادئ تفعيل caspases المستجيب، nucleases الحمض النووي derepress، مكونات هيكل الخلية يلتصق وتغير تكوين الدهون أغشية الخلايا لتفكيك بسرعة الخلايا وتحفيز الاعتراف بها والغمر من الخلايا التي تتخلص من الجثث الخلية المجاورة. 1-4 ويقدر أن المليارات من الخلايا تموت يوميا في جسم الإنسان، وموت الخلايا المبرمج هو آلية هامة من موت الخلايا السرطانية الناجمة عن العلاج الكيميائي. 5 مجموعة مختلفة من caspases يمكن أن يسبب موت الخلايا عن طريق العمليات غير أفكارك واضحة لتنشيط المناعة الفطرية. 6 لذلك، وقد ركزت معظم البحوث حول caspases على وظائف الموالية للموتهم.
ومن المثير للاهتمام، كشفت أدلة في وقت مبكر في الحقل الذي نفس caspases المسؤولة عن تعزيز موت الخلايا أيضا غير الموت وunctions. وقد أثبتت الدراسات الرائدة التي caspases يشاركون في الوظائف الخلوية المتنوعة في الخلايا السليمة، بما في ذلك تنظيم تكاثر الخلايا والهجرة خلال مرحلة التطور الجنيني. مطلوبة 7-9 Caspases لتفريد النطف في ذبابة الفاكهة 10،11، من أجل الحيلولة دون وnecroptotic مسار موت الخلايا البديل في الفئران 12،13، وتجهيز الرنا الميكروي في C. ايليجانس. 14،15 في ربما تورط الأطول عمرا الخلايا، الخلايا العصبية، caspases والآلات أفكارك أخرى في تنظيم نشاط الخلايا العصبية عن طريق تقليم النهايات متشابك، وهي عملية يعتقد أنه ضروري لتعزيز نقاط الاشتباك العصبي الأخرى للتعلم والذاكرة. 16- 18 فمن الممكن أن caspases تسهل التقليم متشابك من نوع مصغرة موت الخلايا المبرمج للتوقعات العصبية صغيرة دون موت الخلايا كله. 19 ومع ذلك، caspases قد يكون لها وظائف بديلة لا علاقة لها بأحداث مثل موت الخلايا المبرمج. 20،21 الدور المزدوجفي الحياة والموت ليست فريدة من نوعها لcaspases. بي سي إل-2 البروتينات الأسرة والسيتوكروم ج لها أدوار في قطاع الطاقة الخلوية في الخلايا السليمة ولكن هي أيضا جزء من مسار أفكارك الأساسية التي يتم تفعيلها من خلال أنواع كثيرة من الإجهاد خلية 22-25 على الرغم من أن لم يثبت، فإنه يبدو من المنطقي أن تطور ربطت اليوم -jobs إلى الموت فرصة عمل خلال نفس الجزيئات لضمان القضاء في الوقت المناسب من الخلايا غير صالحة أو غير مرغوب فيها.
في الوقت الحاضر، ليست مفهومة الآليات الجزيئية النشاط كاسباس غير أفكارك، وأيضا لا يعرف مدى النشاط كاسباس غير أفكارك أثناء التطور الجنيني وفي أنسجة البالغين. ويتمثل التحدي الرئيسي هو صعوبة في التمييز أيام عمل من الموت ظائف caspases. وعلى النقيض من الخلايا وpyroptosis، عندما يتم تضخيمه النشاط كاسباس التي كتبها شلال بروتين، ومن المتوقع أن تحدث على مستويات أدنى من النشاط الأنزيمي، على الأرجح دون الكشف عن العديد من ميتاليك يتوفر-وظائف اليوم من caspasesاذكر.
قبل العمل المقدم هنا، وضعت غيرها من مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار كاسباس لأغراض مختلفة. وأجهزة الاستشعار SCAT (على سبيل المثال، ECFP-DEVD-الزهرة) كشف بسرعة في الوقت الحقيقي النشاط كاسباس في الخلايا المستزرعة والأنسجة الحيوانية باستخدام الحنق. 26،27 وبعد انشقاق كاسباس، شاردة GFP المستهدفة النووية من Apoliner (mCD8-RFP-DQVD- nucGFP) يخضع لإعادة المركزية التحت خلوية في غضون دقائق عند المشقوق في البلازما غشاء حبل من caspases. 28 وبالمثل، ApoAlert-pCaspase3 الاستشعار (NES-DEVD-YFP-NLS) relocalizes من العصارة الخلوية إلى النواة على الانقسام كاسباس. 29،30 أكثر في الآونة الأخيرة، وحامل اللون في iCasper تم هندستها بذكاء ليتألق عندما المشقوق من قبل caspases، والسماح الكشف عن نشاط جهاز الاستشعار البيولوجي في الوقت الحقيقي في الخلايا العصبية للأجنة ذبابة الفاكهة، ولكن في المقام الأول بالتعاون مع موت الخلايا التنموي. فاة 31 كاسباس التي تعتمد على الخلايا العصبية الشمية خلال الشيخوخة كان demonstقام بتقييمه المناعية الكشف عن شكل المشقوق كاسباس من أجهزة الاستشعار CPV (على سبيل المثال، mCD8-PARP فينوس). 32،33 الأهم من ذلك، تم الكشف عن شكل تفعيلها من كاسباس 3 في غياب موت الخلايا التي immunostain حساس في العمود الفقري لل الخلايا العصبية مثقف، وفي سوما باستخدام مضان تعتمد كاسباس من الصبغة مراسل CellEvent النووي، ولكن واجه صعوبات بسبب الصور سمية، على الرغم من موت الخلايا تأخر حتى بعد إزالة العمود الفقري. 19 وهكذا، هناك حاجة إلى أجهزة الاستشعار كاسباس جديدة للكشف عن وتعقب الخلايا مع النشاط كاسباس القاعدية في الجسم الحي.
للتغلب على هذه الصعوبات، ولدت لنا رواية المزدوج جهاز الاستشعار البيولوجي اللون كاسباس، المعين CaspaseTracker. هذه الاستراتيجية يجمع بين نسخة معدلة من ذبابة الفاكهة كاسباس الحساسة Apoliner جهاز الاستشعار البيولوجي 28 مع ذبابة الفاكهة G-TRACE نظام FRT recombinase 34 لتسمية بشكل دائم وتعقب الخلايا في الجسم الحي. <سوب> 35 نظام G-TRACE تنشيط GAL4-يسمح مستويات منخفضة جدا من caspases لتفعيل CaspaseTracker، مما أدى إلى التعبير طلب تقديم العروض في السيتوبلازم والتعبير GFP المستهدفة النووي دائم في أي خلية التي شهدت من أي وقت مضى النشاط كاسباس 35 يمكن هذا النظام تسمية الخلايا في جميع أنحاء الحياة في الحيوانات كلها باستخدام ذبابة الفاكهة، نظام نموذجي لين العريكة وتستخدم على نطاق واسع لدراسة caspases وموت الخلايا. 36-38