הדמיה של mtHyPer7, ביוסנסור רציומטרי למי חמצן מיטוכונדריאליים, בתאי שמרים חיים

מיטוכונדריה הם אברונים בתוך התאים המאפשרים ניוד אנרגיה, חילוף חומרים מרכזי, ייצור מקרומולקולות חיוניות, אחסון סידן והעברת אותות. כתוצאה מכך, יש להם תפקיד מכריע בתפקוד התאים, בכושר ובשליטה בתוחלת החיים. המחקר שלנו מתמקד בחקירת ההשפעה של מיטוכונדריה על הזדקנות באמצעות ניצני שמרים Saccharomyces cerevisiae כאורגניזם מודל.

דימות תאים חי הוא הכלי הטוב ביותר שלנו לבחון שונות בתפקוד המיטוכונדריה. כאן אנו מתארים שיטה המשתמשת בביו-חיישן מטרי מקודד גנטית של הסטה ספקטרלית בשם HyPer7 מיטוכונדריאלי. mtHyPer7 מזהה מי חמצן, זן חמצן תגובתי, שיכול לפגוע במרכיבים תאיים, אך מתפקד גם כמולקולת איתות במיטוכונדריה של תאים חיים.

ל- mtHyPer7 זיקה גבוהה למי חמצן ורגישות נמוכה ל- pH. הוא משולב בגנום השמרים, מה שמביא לביטוי יציב ועקבי באוכלוסיות תאי שמרים. לבסוף, הוא ממוקד כמותית למיטוכונדריה ואין לו השפעה ניכרת על תפקוד או כושר תאי או מיטוכונדריאלי.

חיישנים ביולוגיים כמו mtHyPer7 חיוניים לחקר תפקוד המיטוכונדריה ברזולוציה תת-תאית, למציאת מנגנונים העומדים בבסיס בקרת האיכות של המיטוכונדריה, ולבחינת האופן שבו תהליך זה משפיע על כושר התא, ההזנה ותוחלת החיים. הכתם mtHyPer7 מספק עבודה עקבית בניגוד לצבעים אורגניים המשמשים לזיהוי מיני חמצן תגובתי. בהשוואה לחיישנים מבוססי FRET, mtHyPer7 קומפקטי יותר ומונע בעיות כגון עירור צולב ודימום, כמו גם את המיקום המדויק ואת דרישות הכיוון עבור FRET.