CAREER: Sub-picosecond spectroscopy and imaging of mitochondrial respiratory chain redox

职业:线粒体呼吸链氧化还原的亚皮秒光谱和成像

基本信息

  • 批准号:
    1943595
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 50万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-01-01 至 2024-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Nearly all the oxygen we breathe is consumed by our mitochondria, tiny energy-producing organelles found in each of our cells. Though mitochondrial defects are rare, they can cause extreme fatigue, headaches, loss of eyesight, and even premature death. Figuring out how to repair defective mitochondria is surprisingly difficult because every case is unique, and we lack the technology to fully test how individual mitochondria respond to interventions. This project will develop new tools for probing mitochondria, based on laser interactions with key molecules that mitochondria use to produce energy.Specifically, the goal of this proposal is label-free redox measurement of the mitochondrial respiratory electron transfer hemes with subcellular resolution. The group will achieve this using pump-probe microscopy, combining measurements of coherent molecular vibrations and electronic excited-state relaxation. They will optimize the selection of pump and probe wavelengths by modeling the excited-state dynamics of electron transfer hemes and validate the approach on live cells and tissues with prepared respiratory chain states. As part of the Broader Impacts, they will design a STEM activity kit to teach high school students core concepts in seeing metabolism through optical spectroscopy in a fun and engaging way.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
我们呼吸的几乎所有氧气都被我们的线粒体消耗,线粒体是我们每个细胞中发现的微小的能量产生细胞器。虽然线粒体缺陷很罕见,但它们会导致极度疲劳,头痛,视力丧失,甚至过早死亡。弄清楚如何修复有缺陷的线粒体是令人惊讶的困难,因为每个病例都是独特的,我们缺乏技术来充分测试单个线粒体对干预措施的反应。该项目将基于激光与线粒体产生能量的关键分子的相互作用,开发探测线粒体的新工具。具体而言,该提案的目标是以亚细胞分辨率对线粒体呼吸电子转移血红素进行无标记氧化还原测量。该小组将使用泵探测显微镜,结合相干分子振动和电子激发态弛豫的测量来实现这一目标。他们将通过模拟电子转移血红素的激发态动力学来优化泵浦和探测波长的选择,并在具有准备好的呼吸链状态的活细胞和组织上验证该方法。作为更广泛影响的一部分,他们将设计一个STEM活动套件,以有趣和引人入胜的方式向高中生教授通过光谱学观察新陈代谢的核心概念。该奖项反映了NSF的法定使命,并被认为值得通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估来支持。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
High-Repetition-Rate Transient Absorption Spectroscopy of Respiratory Supercomplexes
  • DOI:
    10.1021/acs.jpcb.1c08714
  • 发表时间:
    2022-02-24
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Wang, Erkang;Specht, Kalyn S.;Wilson, Jesse W.
  • 通讯作者:
    Wilson, Jesse W.
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Jesse Wilson其他文献

Low frequency coherent Raman imaging robust to optical scattering
低频相干拉曼成像对光学散射具有鲁棒性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    David R. Smith;Jesse Wilson;S. Shivkumar;Hervé Rigneault;Randy Bartels
  • 通讯作者:
    Randy Bartels
28.6 INPATIENT PSYCHIATRIC HOSPITALIZATIONS AND HEALTH CARE UTILIZATION OF CHILDREN AND ADOLESCENTS FACING HOMELESSNESS OVER FIVE YEARS (2014-2019)
  • DOI:
    10.1016/j.jaac.2020.08.251
  • 发表时间:
    2020-10-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Jeremy A. Weleff;Jesse Wilson;Rocio Lopez;Anne Tang;Donald Malone;Rajesh Tampi;Tatiana Falcone;Michael Phelan
  • 通讯作者:
    Michael Phelan
22.1 Fifty Years of Publications on Youth Offenders With Intellectual Disabilities: A Bibliometric Analysis
  • DOI:
    10.1016/j.jaac.2021.09.206
  • 发表时间:
    2021-10-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Jesse Wilson;Alexander Zha;Jeremy Weleff
  • 通讯作者:
    Jeremy Weleff

Jesse Wilson的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似国自然基金

基于光子集成芯片的新体制Sub-THz波段超宽带相控阵收发信机及其关键技术研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
靶向Sub-LBP的新型雄激素受体拮抗剂的发现及其抗前列腺癌活性研究
  • 批准号:
    82304381
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
SDSS宽发射线活动星系核中基于光谱及光学准周期光变对sub-pc双黑洞系统的研究
  • 批准号:
    12373014
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Sub1/MIF信号调控B细胞介导心脏成纤维细胞活化的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
sub-7GHz频段全覆盖硅基低功耗有源准环形器的隔离度、带宽、噪声、线性度性能提升技术研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
SUB1调控Treg细胞异质性分化及功能特化的作用与机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Sub-6G频段无线信道参数获取与特征分析理论及方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    57 万元
  • 项目类别:
    面上项目
具有滤波功能的Sub 6GHz 跨频段MIMO天线阵的研究
  • 批准号:
    2020A151501442
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于滤波天线单元的Sub 6GHz跨频段移动终端MIMO天线阵的研究
  • 批准号:
    61901126
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.5 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
类淀粉蛋白诱导高活性一维亚纳米(sub-1 nm) 铂基合金的合成、生长机理及电催化性能
  • 批准号:
    21875205
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Elements: Streaming Molecular Dynamics Simulation Trajectories for Direct Analysis: Applications to Sub-Picosecond Dynamics in Microsecond Simulations
元素:用于直接分析的流式分子动力学模拟轨迹:微秒模拟中亚皮秒动力学的应用
  • 批准号:
    2311372
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Generation of sub-picosecond electron bunches by strong terahertz fields for high gradient electron acceleration and ultrafast electron diffractive imaging
通过强太赫兹场产生亚皮秒电子束,用于高梯度电子加速和超快电子衍射成像
  • 批准号:
    405983224
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Research Grants
Sub-picosecond control of polarized domain in organic ferroelectrics using second harmonic microscope
使用二次谐波显微镜对有机铁电体中的极化域进行亚皮秒控制
  • 批准号:
    16H04000
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Sub-Picosecond Stress-Induced Conductivity Transitions, Mechanical Transitions and Ferroelectric Transitions
亚皮秒应力引起的电导率转变、机械转变和铁电转变
  • 批准号:
    1409114
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Mixed Signal Techniques for Analog-to-Digital Converter Design with Sub-Picosecond Time-Domain Performance in Nanometer CMOS
用于纳米 CMOS 中亚皮秒时域性能的模数转换器设计的混合信号技术
  • 批准号:
    1232085
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Sub-Picosecond Electron Dynamics in Complex Electron Systems
职业:复杂电子系统中的亚皮秒电子动力学
  • 批准号:
    1151687
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Development of Transient Infrared Spectroscopy in the Sub-picosecond time resolution by Electro-Optic Effect.
利用电光效应开发亚皮秒时间分辨率的瞬态红外光谱。
  • 批准号:
    23655016
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
A study on imaging devices with sub-10 picosecond ultra high-speed charge modulators
亚10皮秒超高速电荷调制器成像器件的研究
  • 批准号:
    22246049
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Development of a Sub-Diffraction-Limited Microscope with Molecular Resolution, Wavelength Tunability, & Picosecond Time Resolution for Research in Biophys., Chem., & Materi
开发具有分子分辨率、波长可调性的亚衍射极限显微镜,
  • 批准号:
    1026028
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
MRI: Acquisition of an Ultrafast Laser System for Terahertz Spectroscopy and Sub-Picosecond Dynamics
MRI:获取用于太赫兹光谱和亚皮秒动力学的超快激光系统
  • 批准号:
    0922929
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了