Imagem de mtHyPer7, um biossensor ratiométrico para peróxido mitocondrial, em células vivas de levedura

As mitocôndrias são organelas dentro das células que facilitam a mobilização de energia, o metabolismo central, a produção de macromoléculas vitais, o armazenamento de cálcio e a transdução de sinal. Como resultado, eles desempenham um papel crucial na função celular, condicionamento físico e controle da vida útil. Nossa pesquisa se concentra em investigar o impacto das mitocôndrias no envelhecimento usando a levedura brotante Saccharomyces cerevisiae como um organismo modelo.

A imagem de células vivas é a nossa melhor ferramenta para observar a variação na função mitocondrial. Aqui descrevemos um método que utiliza um biossensor de deslocamento espectral métrico de razão codificado geneticamente, chamado HyPer7 mitocondrial. mtHyPer7 detecta peróxido de hidrogênio, uma espécie reativa de oxigênio, que pode danificar constituintes celulares, mas também funciona como uma molécula de sinalização em mitocôndrias de células vivas.

mtHyPer7 tem uma alta afinidade para peróxido de hidrogênio e baixa sensibilidade ao pH. É integrado no genoma da levedura, o que resulta em expressão estável e consistente em populações de células de levedura. Finalmente, é quantitativamente direcionado para mitocôndrias e não tem efeito detectável sobre a função ou aptidão celular ou mitocondrial.

Biossensores como o mtHyPer7 são críticos para estudar a função mitocondrial na resolução subcelular, para encontrar mecanismos subjacentes ao controle de qualidade mitocondrial e para examinar como esse processo afeta a aptidão celular, a alimentação e o tempo de vida. A coloração mtHyPer7 proporciona trabalho de parto consistente em contraste com corantes orgânicos utilizados para detecção de espécies reativas de oxigênio. Em comparação com os sensores baseados em FRET, o mtHyPer7 é mais compacto e evita problemas como excitação cruzada e sangria, bem como o posicionamento preciso e os requisitos de orientação para FRET.