最新一期的國際著名學(xué)術(shù)期刊《CellMetabolism》雜志(《細(xì)胞-代謝》，《Cell》雜志子刊)，發(fā)表了華東理工大學(xué)楊弋教授課題組的研究成果。這個課題組在新研究中利用合成生物學(xué)方法開發(fā)出了一系列“檢測細(xì)胞內(nèi)NADH的遺傳編碼探針”，在國際上首次實(shí)現(xiàn)了在活細(xì)胞及各種亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中對NADH分子的實(shí)時動態(tài)、特異性的檢測與成像。
還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）及其氧化型（NAD+），是生物體內(nèi)最重要的輔酶，廣泛參與了細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)、能量代謝，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與基因調(diào)控，與癌癥、心血管疾病、糖尿病、神經(jīng)退行性疾病等許多人類重要疾病關(guān)系密切。長期以來，細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)、能量代謝，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與基因調(diào)控雖然是人體的重要指標(biāo)，但是很難檢測到細(xì)胞代謝的全過程，楊弋教授課題組利用合成生物學(xué)方法，開發(fā)了一系列的檢測NADH的遺傳編碼熒光探針，在國際上首次實(shí)現(xiàn)了對活細(xì)胞及各種亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中對NADH分子的實(shí)時動態(tài)、特異性的檢測與成像。鑒于NADH在代謝和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的中心作用及其在疾病診療中的重要性，新研究為研究者提供用生物成像技術(shù)觀察組織與細(xì)胞內(nèi)NADH的分布、細(xì)胞的運(yùn)行情況、細(xì)胞的代謝情況的創(chuàng)新工具與手段，同時可以對細(xì)胞的代謝情況進(jìn)行高時空分辨率的探測、錄像和拍照，還可以定位或定向任何一個地方和部位進(jìn)行檢測，對推動人們更好地了解細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)與能量代謝的調(diào)節(jié)機(jī)制具有十分重要的意義。
在這項(xiàng)研究成果中，研究人員開發(fā)和利用細(xì)胞自己生成的這些獨(dú)特的熒光探針，首次精確測定人體細(xì)胞不同亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)自由NADH分布水平，在實(shí)時動態(tài)中像電影一樣看到人類和哺乳動物細(xì)胞內(nèi)葡萄糖代謝、線粒體呼吸鏈功能、氧化還原調(diào)控條件下NADH代謝情況，并發(fā)現(xiàn)NADH可以自由跨膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)調(diào)控多種生命活動?；诖罅康膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，課題組提出了胞漿中的NADH是對人體生理?xiàng)l件改變非常敏感的，而線粒體有很強(qiáng)的維持生理NADH穩(wěn)態(tài)的觀點(diǎn)。該項(xiàng)研究受國家自然科學(xué)基金、“863”計(jì)劃、霍英東教育基金、上海高校特聘教授（東方學(xué)者）崗位計(jì)劃和美國NIH等經(jīng)費(fèi)資助。 |
