jest niezbędnym pierwiastkiem śladowym w środowisku komórkowym. Zawiera jedną trzecią wszystkich białek i bierze udział w różnych procesach komórkowych, takich jak kataliza1, transkrypcja2 i motywy strukturalne3. Jednak pomimo tego, że jest obojętny na redoks, wysokie stężenia są toksyczne dla komórki, dlatego żaden organizm ssaków nie przetrwał bez obecności mechanizmów regulujących homeostazę. U ssaków za ten proces odpowiedzialne są trzy mechanizmy: (1) metalotioneiny, które są cytozolowymi białkami bogatymi w cysteinę, które wiążą z wysokim powinowactwem, zapobiegając w ten sposób nadmiarowi wolnego cytozolowego4; (2) Białka podobne do Zrt/Irt (ZIP), które są transporterami odpowiedzialnymi za napływ do cytozolu przez błonę plazmatyczną lub z organelli wewnątrzkomórkowych4,5,6,7,8; oraz (3) ZnT, które są ssaczym podzbiorem rodziny wszechobecnych ułatwień dyfuzji kationów (CDF) i są transporterami, ponieważ wytłaczają z cytozolu przez błonę plazmatyczną lub do organelli wewnątrzkomórkowych4,5,6,7,8,9. Ze względu na znaczenie dla metabolizmu komórkowego, ważne jest, aby zrozumieć komórkową dynamikę.
Poprzednie metody oceny dynamiki polegały na ocenie poziomów ekspresji mRNA w różnych warunkach poprzez korelację ich z komórkowymi pomiarami w stałych tkankach lub komórkach10,11,12. Metody te obejmują detekcję chemiczną i barwienie immunohistochemiczne. Jednak metody te dają tylko pośrednie pomiary, a zatem określają jedynie korelację offline między wewnątrzkomórkowym stężeniem a ekspresją transporterów. W związku z tym metody te nie mogą wywnioskować żadnych parametrów wymagających wysokiej rozdzielczości czasowej.
Bardziej bezpośredni pomiar transportu Zn2+ wykorzystuje radioaktywne izotopy13. Metoda ta opiera się na pomiarze znakowanego radioaktywnieZn 2+ w celu monitorowania transportu i jego kinetyki. Jednak ze względu na znaczenie dla homeostazy komórkowej, wiele procesów komórkowych reguluje wewnątrzkomórkowe stężenie. Wśród nich są wiązania zewnątrzkomórkowe i kilka systemów transportowych, które współpracują ze sobą, aby utrzymać ścisłą kontrolę wewnątrzkomórkowych poziomów Zn2 +. Połączenie tych procesów powoduje powstawanie znacznego szumu tła, co utrudnia testowanie poszczególnych funkcji transportowych związanych z.
Ten artykuł demonstruje metodę bezpośredniego monitorowania szybkości transportu poprzez pomiar wewnątrzkomórkowego stężenia wolnego za pomocą specyficznego dla barwnika fluorescencyjnego, FluoZin-3. Barwnik ma wysoką specyficzność dla Zn2+ i niewielką interferencję z innymi kationami dwuwartościowymi, takimi jak wapń. Ponadto w postaci estrowej dostaje się do komórek przez dyfuzję niejonową, a następnie jest wychwytywany w wyniku aktywności wewnątrzkomórkowej di-esterazy. Tym samym jego fluorescencja jest skorelowana przede wszystkim ze stężeniem wolnego cytozolowego. Eksperymenty te przeprowadzono w celu zbadania zależności struktura-funkcja transportera 1 (ZnT1), członka rodziny ZnT.