觀測活細(xì)胞內(nèi)生物大分子的動力學(xué)過程和信號小分子對生物大分子的調(diào)控作用對于探索生理病理新機制及疾病治療新方法具有重要的科學(xué)意義。
安徽大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與信息技術(shù)研究院張忠平課題組(張瑞龍、田肖和、韓光梅、劉正杰),針對上述關(guān)鍵科學(xué)問題,通過設(shè)計一系列多響應(yīng)、多重定位的新型光學(xué)探針,實現(xiàn)了活細(xì)胞內(nèi)信號分子對蛋白/酶活性的調(diào)控以及遺傳物質(zhì)動力學(xué)的分子影像分析,在理解細(xì)胞內(nèi)生物分子動力學(xué)領(lǐng)域取得了重要科學(xué)發(fā)現(xiàn),近來連續(xù)在Angew. Chem.和Adv. Mater.發(fā)表論文4篇 【Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 2261(安徽大學(xué)第一單位); Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 7087(安徽大學(xué)第三單位); Angew. Chem. Int. Ed. 2020,in press (安徽大學(xué)第一單位); Adv. Mater. 2020, in press (安徽大學(xué)第一單位)】。代表性進展主要包含:(1)氣體信號分子對細(xì)胞內(nèi)酶活性的調(diào)控; (2)膜穿透性碳點對活體內(nèi)DNA和RNA結(jié)構(gòu)及動力學(xué)的超分辨影像分析;(3)超分辨成像揭示活性氧調(diào)控線粒體核蛋白動力學(xué);(4)超分辨STED和電鏡關(guān)聯(lián)成像對細(xì)胞微管蛋白超精細(xì)結(jié)構(gòu)的分析。
圖1. 細(xì)胞內(nèi)外源(a, b)和內(nèi)源性(c, d)雙氧水對線粒體核蛋白動力學(xué)的調(diào)控
圖2. 膜穿透性碳點對細(xì)胞DNA和RNA的超分辨成像和活體內(nèi)核酸動力學(xué)的影像分析
上述進展解決了生物探針對細(xì)胞內(nèi)多種組分和細(xì)胞器的特異性識別問題,不僅有效避免了熒光光譜的重疊,還同步結(jié)合電鏡對生物大分子精細(xì)結(jié)構(gòu)的進行研究,為我校雙一流學(xué)科生物醫(yī)學(xué)探針和成像方向再添新成果。
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