生きた酵母細胞におけるミトコンドリア過酸化物のレシオメトリックバイオセンサーmtHyPer7のイメージング

ミトコンドリアは細胞内の細胞小器官であり、エネルギー動員、中枢代謝、重要な高分子の産生、カルシウム貯蔵、シグナル伝達を促進します。その結果、それらは細胞機能、適応度、および寿命の制御において重要な役割を果たします。本研究では、出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeをモデル生物として、ミトコンドリアが老化に及ぼす影響を調べる研究を行っています。

ライブセルイメージングは、ミトコンドリア機能の変動を観察するための最良のツールです。ここでは、ミトコンドリアHyPer7と呼ばれる遺伝的にコードされた比率メトリックスペクトルシフトバイオセンサーを利用する方法について説明します。mtHyPer7は、細胞成分を損傷するだけでなく、生細胞のミトコンドリアのシグナル伝達分子としても機能する活性酸素種である過酸化水素を検出します。

mtHyPer7は過酸化水素に対する親和性が高く、pHに対する感受性が低い。酵母ゲノムに組み込まれているため、酵母細胞集団で安定した一貫した発現が得られます。最後に、ミトコンドリアを定量的に標的としており、細胞やミトコンドリアの機能やフィットネスに検出可能な影響はありません。

mtHyPer7のようなバイオセンサーは、ミトコンドリア機能を細胞内分解能で研究し、ミトコンドリアの品質管理の根底にあるメカニズムを発見し、そのプロセスが細胞の適応度、飼料、寿命にどのように影響するかを調べるために重要です。mtHyPer7染色剤は、活性酸素種検出に利用される有機色素とは対照的に、一貫した働きを提供します。フレットベースのセンサと比較して、mtHyPer7はよりコンパクトで、交差励起やブリードスルーなどの問題や、FRETの正確な位置決めと配向要件を回避します。