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使大家更深刻了解线粒体的新技术

日期:2014-04-24 00:00:00

线粒体的氧化还原信号在神经元生理和疾病中发挥至关重要的作用。目前,一种新型成像技术,可为氧化还原信号和活性氧在活体神经元线粒体中的实时作用,提供深刻见解。由慕尼黑工业大学(TUM)和慕尼黑大学(LMU)的科学家开发出的这种新型光学显微镜技术,解开了“氧化应激”在健康和受损神经系统中的作用。

活性氧是重要的细胞内信号分子,但是其作用方式是复杂的:在低浓度时它们能调节细胞功能和行为的关键方面,而在高浓度时,它们能够引起“氧化应激”,这会损伤细胞器、细胞膜和DNA。为了分析氧化还原信号在单细胞和细胞器中如何实时呈现出来,LMU教授Martin Kerschensteiner和TUM教授Thomas Misgeld的研究小组共同开发了一种创新的光学显微镜技术。

Kerschensteiner称:“大家的新型光学方法,使大家能够将重要细胞器线粒体在活体组织中的氧化还原状态实时可视化。”线粒体是细胞的发电厂,将营养物质转化成可用能量。在早期的研究中,Kerschensteiner和Misgeld获得的证据表明,线粒体的氧化性损伤可能会引起炎性疾病(如多发性硬化症)中的轴突破坏。

这种新方法可让研究人员以高时空分辨率,记录单个线粒体的氧化状态。Kerschensteiner说明了开发这项技术背后的动机:“氧化还原信号具有重要的生理功能,但也会造成伤害,例如当其以高浓度存在于免疫细胞周围时。”

Kerschensteiner和Misgeld利用氧化还原敏感的绿色荧光蛋白(GFP)变体作为可视化工具。Thomas Misgeld称:“通过将它们与其他生物传感器和活体染料相结合,大家能够建立一种方法,使大家能够同时监测氧化还原信号和线粒体钙电流,以及穿过线粒体膜的电位变化和质子(pH)梯度。”

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