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植物活细胞ATP,也可高通量实时监测了!!!
来源: Admin    更新时间: 2018-06-14    浏览: 91 人次

ATP作为重要的能量物质,其代谢生化机制早已被研究地清清楚楚,然而植物活细胞内ATP实时动态变化情况还有大量未知信息。虽然已有多种ATP感应蛋白用于动物细胞ATP动态实时检测,然而植物活细胞内ATP的动态实时监测,一直很少有稳定可靠方法。


近日,Valentina De Co等人采用新型ATP感应蛋白ATeam1.03-nD/nA,建立了一种基于荧光能量共振转移(FRET)的方法,创造性地应用于实时监测植物活细胞ATP。ATeam1.03-nD/nA可在植物活细胞内稳定表达,蛋白结构中间表达有ATP合成酶 Ɛ 亚基,一端表达CFP荧光集团,一端表达Venus荧光集团。当有ATP结合时,ATeam1.03-nD/nA结构发生改变,CFP与Venus距离变得更近,产生更加明显的荧光能量共振转移,获得更高的Venus/CFP荧光信号比值(图1)。通过实时监测该荧光信号比值,即可实时动态检测植物活细胞ATP含量(图2)。



 

Valentina De Co等人开发的这种创新性应用方案,为植物活细胞ATP动态实时监测提供了最佳检测工具,将大大推动植物细胞ATP动态变化机制研究。其方案所用BMG CLARIOstar多功能酶标仪拥有专利的线性渐变滤光片光栅技术(可检测任意波长荧光,8-100nm任意带宽,满足任意检测要求),专为细胞检测设计的顶读和底读选项,高精度顶读和底读自动聚焦,高精度孔阈扫描,多色荧光动力学检测设计,以及精密灵活的气体控制设计(氧气和二氧化碳浓度(0.1-20%),单/双控制),为活细胞ATP等能量代谢指标分析提供了最佳选择。


 

图1,ATP感应蛋白ATeam1.03-nD/n ATP结合效应示意图


图2,拟南芥种子,在不同外界氧气条件下ATP含量动态实时监测


正常大气环境下,ATP含量维持稳定不变(灰色曲线),Venus/CFP荧光信号比值维持稳定。低氧条件下,ATP产量下降,Venus/CFP荧光信号比值下降(黑色和红色曲线)。



参考资料


1、Imamura, Hiromi, et al. "Visualization of ATP levels inside single living cells with fluorescence resonance energy transfer-based genetically encoded indicators." Proceedings of the National Academy of Sciences 106.37 (2009): 15651-15656.

2、De Col, Valentina, et al. "ATP sensing in living plant cells reveals tissue gradients and stress dynamics of energy physiology." Elife 6 (2017).


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