Quantitative Imaging of Biochemistry in Situ and at the Nanoscale.
Quantitative Imaging of Biochemistry in Situ and at the Nanoscale.
复制标题
DOI：
10.1021/acscentsci.0c01076
复制
发表时间：
2020-11-25
影响因子：
18.2
通讯作者：
Jani MS
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Krishnan Y;Zou J;Jani MS
真核细胞中的生化反应发生在亚细胞、膜结合的细胞器中。每种细胞器都具有独特的腔内化学成分，其严格的调节对细胞器的正常功能至关重要。细胞器腔内离子含量的破坏与疾病有着密不可分的联系。尽管它们在细胞稳态中起着至关重要的作用，但由于缺乏合适的探针，我们对器官化学成分的了解仍存在很大差距。在本展望中，我们描述了如何使用细胞器靶向比例探针，可以定量成像细胞器内的管腔化学成分和生化活性。我们讨论了主要应用于细胞质的优秀荧光检测化学如何扩展到通过在活细胞中亚细胞分辨率的化学成像来研究细胞器。基于dna的报告器是一种新的多功能平台，可以实现这种方法，因为所得到的探针具有精确的比例测定和精确的亚细胞靶向，并且能够同时绘制多种化学物质。定量绘制管腔离子和生化活性可以推动新的生物学和生物医学应用的发现。大多数细胞器内的化学环境仍然是未知的。基于dna荧光报告的活细胞定量化学成像揭示了细胞器的新化学和生物学特性。
Biochemical reactions in eukaryotic cells occur in subcellular, membrane-bound compartments called organelles. Each kind of organelle is characterized by a unique lumenal chemical composition whose stringent regulation is vital to proper organelle function. Disruption of the lumenal ionic content of organelles is inextricably linked to disease. Despite their vital roles in cellular homeostasis, there are large gaps in our knowledge of organellar chemical composition largely from a lack of suitable probes. In this Outlook, we describe how, using organelle-targeted ratiometric probes, one can quantitatively image the lumenal chemical composition and biochemical activity inside organelles. We discuss how excellent fluorescent detection chemistries applied largely to the cytosol may be expanded to study organelles by chemical imaging at subcellular resolution in live cells. DNA-based reporters are a new and versatile platform to enable such approaches because the resultant probes have precise ratiometry and accurate subcellular targeting and are able to map multiple chemicals simultaneously. Quantitatively mapping lumenal ions and biochemical activity can drive the discovery of new biology and biomedical applications. The chemical environment within most organelles is still unknown. Quantitative chemical imaging in live cells with DNA-based fluorescent reporters is revealing new chemistry and biology of organelles.
登录
查看更多内容
影响因子：
7.8
作者：
Aron AT;Reeves AG;Chang CJ
通讯作者：
Chang CJ
光学成像。膨胀显微镜。
DOI：
10.1126/science.1260088
发表时间：
2015-01-30
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Chen F;Tillberg PW;Boyden ES
通讯作者：
Boyden ES
影响因子：
16.6
作者：
Bhatia, Dhiraj;Surana, Sunaina;Krishnan, Yamuna
通讯作者：
Krishnan, Yamuna
影响因子：
20.3
作者：
Cieutat, AM;Lobel, P;Bainton, DF
通讯作者：
Bainton, DF
DOI：
10.1073/pnas.0335459100
发表时间：
2003-02-18
影响因子：
11.1
作者：
Alberti, P;Mergny, JL
通讯作者：
Mergny, JL