神经递质乙酰胆碱(acetylcholine, ACh)调节着全身一系列生理过程。尽管它很重要,但是科学家们对大部分组织和器官的胆碱能传输过程却知之甚少,主要是由于缺少可用的监控Ach的技术。
图片来源:Nature Biotechnology
而近日来自清华大学、弗吉尼亚大学等单位的科学家们就开发出了一类基于G蛋白偶联受体的Ach传感器(GACh),具有适合在体内体外监控Ach信号的敏感性、特异性、信噪比、动力学及光稳定性等特点。
研究人员通过病毒或者遗传学手段给十几种不同动物来源的神经元及非神经元细胞转染ACh验证了GACh传感器的性能。在所有准备的细胞中,GACh传感器都可以选择性地对外源性或者内源性ACh产生响应,产生强烈的荧光信号,可以被荧光显微镜、共聚焦显微镜以及双光子荧光显微镜捕获。
此外,研究人员通过对内源性ACh释放的分析,发现ACh的释放呈现出一种放电模式依赖的释放以及区域限制的传输现象,这解决了两个长久以来未解决的关于中央胆碱能传输的问题。
因此这类GACh传感器提供了一种友好、可广泛使用的工具用于监控各种生物学过程背后的胆碱能传输过程。
原始出处:Miao Jing et al. A genetically encoded fluorescent acetylcholine indicator for in vitro and in vivo studies, Nature Biotechnology (2018). DOI: 10.1038/nbt.4184