$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
تعتبر التفاعلات الجزيئية الحيوية لاعبين رئيسيين في العمليات البيولوجية وبالتالي فهي جانب مهم بشكل أساسي من علوم الحياة. أصبحت تقنيات التألق من أقوى الطرق وأكثرها تطبيقا على نطاق واسع للتحقيق في هذه العمليات وفهمها. توفر مناهج التألق في المختبر إمكانية الكشف في الوقت الفعلي عن التفاعلات الجزيئية خارج الخلايا وداخل الخلايا ، والتي تشكل ميزة كبيرة على الأساليب الأخرى. وقد استخدمت هذا لمجموعة متنوعة من البروتين والبروتين, البروتين والحمض النووي, والتفاعلات الغشاء البروتين, التي تلعب أدوارا حاسمة في تنظيم العمليات الخلوية.
تقدم هذه المجموعة نظرة عامة على مختلف التقنيات والتطبيقات القائمة على التألق لدراسة التفاعلات الجزيئية الحيوية وتوسع فهمنا للعمليات الخلوية.
يصف Reiser et al.1 طريقة عالية الإنتاجية لتحليل الحركية الخلوية من الخلايا الفردية عبر الحصول الآلي على الصور ومعالجتها (تصوير الخلايا الحية على مصفوفات الخلية المفردة [LISCA]). باستخدام هذه التقنية ، يقدم مراسلو الفلورسنت قراءة تم حلها بمرور الوقت للعديد من العمليات البيولوجية المستقلة مثل التعبير الجيني لخلية واحدة بعد تعداء ، أو الاستجابة الخلوية في شلالات الإشارات ، أو أحداث موت الخلايا المبرمج ، أو تمايز الخلايا الجذعية. يقوم المؤلفون بإجراء التصوير في مصفوفات الخلايا المعزولة باستخدام الفحص المجهري بفاصل زمني ، مما يؤدي إلى مئات المسارات أحادية الخلية وبيانات كافية للتحليل الإحصائي. ستساعد آثار وقت التألق أحادي الخلية الباحثين على فهم آليات توصيل الجينات بشكل أفضل وحل عدم التجانس الخلوي - وهي سمة مميزة للأنظمة البيولوجية المعقدة التي تمليها عادة التقلبات الجوهرية.
أبلغ Konate et al.2 عن طريقة فيزيائية حيوية لتوصيف تفاعل الببتيدات المتفاعلة بالغشاء و / أو الاضطراب و / أو نفاذية. في بروتوكولهم ، يصفون بدقة الخطوات المختلفة لصياغة وتنقية الجسيمات الشحمية وتوصيف تسرب التألق. يتم تطبيق هذه الطريقة مع ببتيد مخترق للخلايا (CPP) يسمى WRAP بالاشتراك مع RNA صغير متداخل (siRNA) أو جنبا إلى جنب مع ببتيد علاجي قوي (iCAL36) ويتم مقارنته ب CPP المعروف ، الاختراق. تقدم هذه التقنية مزايا متعددة. إنه سريع وسهل التنفيذ. يسمح بالتحكم الصارم في تكوين الغشاء الدهني لتقليد أنواع مختلفة من أغشية الخلايا. يمكن تكييف الفلوروفورات اعتمادا على الببتيد محل الاهتمام وخصائص تسرب الغشاء. أخيرا ، تكون العينة مستقرة للغاية بعد التحضير. إن تعدد استخدامات هذه التقنية يجعلها نهجا مفيدا للتحقيق في الأسئلة البيولوجية المختلفة المتعلقة بتلف الخلايا أو توصيل الأدوية.
يعد وجود فوسفاتيديل سيرين (PS) في أغشية خلايا الثدييات أمرا مهما في عمليات الإشارات المختلفة مثل موت الخلايا المبرمج أو في تجنيد البروتينات لإصلاح الغشاء. يعد النقل والتغيرات في توزيع PS على سطح أغشية البلازما سؤالا رئيسيا يعالجه Ikhlef et al.3 في مقالتهم. يصفون بروتوكولا لقياس نقل الدهون PS و PI-4-P في الوقت الفعلي وتبادلها بواسطة بروتين الخميرة المؤتلف Osh6p. تستخدم هذه الطريقة مستشعرات الفلورسنت لاكتشاف ما إذا كان بروتين نقل الدهون (LTP) يستخرج أو ينقل الدهون في الأغشية الاصطناعية على طول التدرج بين الحويصلات الدهنية. يتيح هذا البروتوكول العمل مع الدهون غير المسماة للسماح بالارتباط الصحيح للدهون ب LTP. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تحقيق دقة زمنية أفضل مقارنة بالطرق التقليدية ، مثل المقايسات القائمة على النشاط الإشعاعي أو قياس الطيف الكتلي. ستساعد هذه الطريقة الباحثين على فهم استخراج وتبادل الدهون بشكل أفضل بين العضيات والأغشية المختلفة.
نقل طاقة الرنين Förster (FRET) هو طريقة قوية لدراسة الأنظمة الجزيئية الحيوية. يمكن تطبيق هذه التقنية على الجزيئات المفردة (على سبيل المثال ، smFRET) وتسمح بقياس المسافات المطلقة داخل الجزيئات الحيوية. يقدم عبد الحميد وآخرون بروتوكولا خطوة بخطوة حول كيفية إجراء smfBox ، وهو إعداد متحد البؤر تم تطويره مؤخرا وقادر على قياس كفاءة FRET بين صبغتين على جزيئات مفردة منتشرة بحرية. يوضحون كيفية تنفيذ واستخدام تقنية smFRET من إعداد العينة إلى إعداد الأداة والمحاذاة والحصول على البيانات وتحليلها. علاوة على ذلك ، فإنها تصف كيفية تحديد عوامل التصحيح المطلوبة لقياسات المسافة المشتقة من FRET بدقة. هنا ، يتم تطبيق الطريقة على نشر الحمض النووي المزدوج بحرية ويمكن توسيعها إلى مجموعة واسعة من التطبيقات مثل دراسة التغيرات التوافقية للبروتين أو تفاعلات البروتين والحمض النووي.
تتضمن العمليات البيولوجية تفاعلات جزيئية حيوية متنوعة للغاية وعديدة تترك مساحة واسعة لتطوير فحوصات أو أجهزة استشعار جديدة قائمة على التألق. تقدم هذه المجموعة للباحثين نظرة عامة على الابتكارات والتطورات في الأساليب القائمة على التألق. تلقي كل مقالة الضوء على طريقة مختلفة قائمة على التألق ، مما يسلط الضوء على مدى أهمية ومقاييس الفلورسنت التي أصبحت متعددة الاستخدامات. تصف المجموعة هذه الأساليب وبالتالي تشجع على استخدامها على نطاق واسع بين المجموعات ومجالات البحث المختلفة.