Biyosensörler Lokalize Hücre Aktivitesinin Görüntülenmesini Sağlıyor
Yeni “FLINC” sensörler enzimatik ve hücre sinyal aktivitesini süper çözünürlük ile rapor etmektedir.
Stu Borman
Yeni bir floresan biyosensör tipi, canlı hücrelerdeki son derece spesifik lokalitelerde oluşan enzimatik ve selüloz sinyal aktivitelerini görselleştirmeyi mümkün kılmaktadır.Bu gibi faaliyetler çoğunlukla 100 nm’lik alanlarda gerçekleşir ve gözlemlemek zor veya imkansızdır. Örneğin, görünür ışığın kırınım sınırı, ışık mikroskopisinin 200 ila 250 nm’den küçük yerlerde dinamik olayları yakalamasını engeller.Süper çözünürlük teknikleri, SOFI (stokastik optik dalgalanma görüntüleme) gibi, ışık mikroplarının kırınım sınırlarını kırmaktadırlar. Fakat, yalnızca hücrelerdeki statik yapılar görüntülenebilinmektedir, biyolojik aktiviteler görüntülenememektedir.
Şimdi, California Üniversitesi’ndeki, Jin Zhang ve meslektaşları, hücresel işlemleri yeni bir şekilde aydınlatan ve yaklaşık 100 nm’lik bir çözünürlüğe kadar SOFI ile saptanabilir olan biyolojik sensörler geliştirmişlerdir (Nat. Metodu 2017, DOI: 10.1038 / Nmeth.4221).İki floresan proteininin birbirlerine yakın temas ettiği zaman flüoresans dalgalanmalarının hızlandığı, temas tarafından arttırılan FLINC-Floresans dalgalanma adlı yeni bir biyo-algılama fenomenini keşfettiler. FRET (floresan rezonans enerji transferi) ve BiFC (bimoleküler floresan tamamlama) FLINC’yi anımsatan mekanizmalara sahiptir. Fakat FRET, süper çözünürlüklü görüntüleme ile kolayca uyumlu değildir ve BiFC, dinamik biyolojik aktiviteyi izleyemeyen tek seferlik, geri dönüşsüz flüoresans oluşturma süreci için kullanılmaktadır.
Zhang ve arkadaşları, bir floresan protein olan Dronpa’nın, iki yakınında olduklarında başka bir proteinin, TagRFP-T’nin flüoresans dalgalanma oranlarını önemli ölçüde artırdığını şaşırtıcı bir şekilde keşfetmişlerdir.
Ekip, bu proteinlerin, bir enzim veya sinyal molekülünün tanıyıp değiştirebildiği bir peptid dizisinin herhangi bir ucuna yerleştirildiği biosensörler oluşturmuşlardır. Normalde, biyosensörler, iki proteinin uzakta kaldıklarında genişlemiş yapıları vardır. Fakat bir enzim, örneğin fosforilasyon enzimi vasıtasıyla peptit dizisi modifiye edildiğinde, biyosensör kompakt bir şekle dönüşmektedir. Bu proteinlerin yakınına getirir ve görüntülenevek FLINC sinyaline geçirir. Zhang ve arkadaşları süper çözünürlükte hücre mikro alanlarındaki kinaz (ATP gibi yüksek enerji verici moleküllerden fosfat gruplarını özel substratlara fosforilasyon yolu ile aktaran enzim tipidir) aktivitesini görselleştirmek için SOFI ile biyosensörleri kullanmışlardır.
Kaynak : acs.org
