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科学家开创了测量细胞中电的新方法

电是生物体内的关键成分。我们知道电压差在生物系统中很重要。它们驱动心脏跳动,并允许神经元相互交流。但是几十年来,不可能测量细胞器(细胞内部的膜包裹结构)与细胞其余部分之间的电压差。

然而,由UChicago科学家创造的一项开创性技术使研究人员能够窥视细胞,以观察有多少不同的细胞器使用电压来执行功能。

该论文的第一作者,发表在《自然纳米技术》上的研究生安南德·萨米纳森解释说:“科学家很长时间以来一直注意到,用于染色细胞的带电染料会卡在线粒体中。” “但是研究活细胞中其他细胞器的膜电位的工作很少。”

UChicago的Krishnan实验室专门研究构建微型传感器,以便在细胞内部传播并报告正在发生的事情,以便研究人员可以了解细胞的工作方式以及它们在疾病或失调中如何分解。以前,他们已经建造了这样的机器来研究神经元和溶酶体等。

在这种情况下,他们决定使用该技术研究活细胞内细胞器的电活动。

在神经元的膜中,有称为离子通道的蛋白质,它们充当带电离子进入和离开细胞的通道。这些通道对于神经元交流至关重要。先前的研究表明,细胞器具有类似的离子通道,但是我们不确定它们扮演什么角色。

研究人员的新工具Voltair使得进一步探讨这个问题成为可能。它可以作为电压表来测量电池内部两个不同区域的电压差。Voltair由DNA构成,这意味着它可以直接进入细胞并进入更深的结构。

在他们的初步研究中,研究人员寻找膜电位-细胞器内部与外部的电压差。他们发现了一些细胞器中这种潜能的证据,例如反高尔基网络和再循环内体,以前认为它们根本没有膜潜能。

基于核酸的分子装置专家Yamuna Krishnan教授说:“因此,我认为细胞器中的膜电位可能发挥更大的作用-也许可以帮助细胞器沟通。”

作者说,他们的研究仅仅是开始。Voltair为许多领域的研究人员提供了一种解答他们从未问过的问题的方法。它甚至可以在植物中使用。

萨米纳森说:“这项新进展至少将开始对话,甚至可能激发新的研究领域。”

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