弗吉尼亚大学医学院(University of Virginia School of Medicine)的研究人员通过对颜色进行微调,让科学家更容易理解生物过程、追踪单个细胞内部的变化、解开疾病之谜以及开发新的治疗方法。
UVA的艾慧王博士和张申博士开发了一种简单而有效的改进荧光“生物传感器”,杏耀QQ广泛应用于科学和医学研究。生物传感器检测细胞内的特定目标,并让它们发光,这样科学家就可以监控和量化生物事件,否则他们就无法做到。
大多数荧光蛋白生物传感器发出绿色或黄色辉光,但Ai和Zhang发现了一种将绿色变为红色的方法。这带来了巨大的好处,包括让科学家更容易在同一时间监控多个目标,更深入地观察组织。
艾未未表示:“这种创新方法不仅可以转化现有的生物传感器,
,还可以转化未来开发的任何绿色生物传感器。”“荧光生物传感器细胞的多色和/或多路成像将因此被广泛使用。”
照明的方式
虽然已经有了红色的生物传感器,但它们通常会被绿色的同类所超越。因此,科学家们一直渴望找到将绿色转变为红色的方法,在保留绿色传感器的优点的同时增加新的传感器,比如减少由组织和细胞的自然荧光引起的视觉混乱。
艾未未和张在某种程度上是靠运气找到了解决办法——或者用他们在一篇新的科学论文中所说的“意外收获”。在他们的常规实验室工作过程中,他们发现在绿色生物传感器中加入一种特殊的氨基酸,3-氨基酪氨酸,可以使它变红。他们说,这很容易做到,也很有效。红色版本保持了绿色传感器的亮度、动态范围和响应能力,同时提供了一个红色的额外好处。
“我们为金属离子、神经递质和细胞代谢物修改了一组绿色生物传感器,杏耀联系”张说。“所有测试的生物传感器都观察到自发和有效的绿到红转换,对单个传感器的优化很少需要。”
研究人员在胰腺中制造胰岛素的细胞上测试了他们改进的生物传感器。他们能够监测高水平葡萄糖对细胞的影响,获得了新的见解,并为研究人员提供了新的探索方向。
他们希望这种快速简便的传感器升级能给其他科学家和科学研究领域带来类似的好处。
“它将有很多应用,”Ai说,“比如加速我们对胰腺如何控制胰岛素分泌的理解,或者大脑中的神经元活动模式如何与复杂行为相关联。”