Визуализация mtHyPer7, ратиометрического биосенсора для митохондриальной перекиси, в живых клетках дрожжей

Митохондрии — это органеллы в клетках, которые способствуют мобилизации энергии, центральному метаболизму, производству жизненно важных макромолекул, накоплению кальция и передаче сигналов. В результате они играют решающую роль в клеточной функции, физической форме и контроле продолжительности жизни. Наше исследование сосредоточено на изучении влияния митохондрий на старение с использованием почковающихся дрожжей Saccharomyces cerevisiae в качестве модельного организма.

Визуализация живых клеток является нашим лучшим инструментом для наблюдения за изменениями в митохондриальной функции. В этой статье мы опишем метод, в котором используется генетически закодированный биосенсор с метрическим спектральным сдвигом соотношения, называемый митохондриальным HyPer7. mtHyPer7 обнаруживает перекись водорода, активную форму кислорода, которая может повреждать клеточные компоненты, но также функционирует как сигнальная молекула в митохондриях живых клеток.

mtHyPer7 обладает высоким сродством к перекиси водорода и низкой чувствительностью к pH. Он интегрирован в геном дрожжей, что приводит к стабильной и последовательной экспрессии в популяциях дрожжевых клеток. Наконец, он количественно нацелен на митохондрии и не оказывает заметного влияния на клеточную или митохондриальную функцию или приспособленность.

Биосенсоры, такие как mtHyPer7, имеют решающее значение для изучения функции митохондрий при субклеточном разрешении, для поиска механизмов, лежащих в основе контроля качества митохондрий, и для изучения того, как этот процесс влияет на приспособленность клеток, питание и продолжительность жизни. Краситель mtHyPer7 обеспечивает стабильную работу в отличие от органических красителей, используемых для обнаружения активных форм кислорода. По сравнению с датчиками на основе FRET, mtHyPer7 более компактен и позволяет избежать таких проблем, как перекрестное возбуждение и прокачка, а также требований к точному позиционированию и ориентации для FRET.