Команда, возглавляемая Вольфом Фроммером, директором Департамента биологии растений Карнеги, разработала принципиально новый способ преодоления этого технологического пробела. Эта новая технология имеет большое значение не только для биологии растений, но и для исследований клеточной биологии всех типов организмов, включая человека. Их работы публикуются eLife.«С появлением биосенсоров мы смогли измерить энергетическую динамику и концентрацию различных клеточных промежуточных продуктов, что позволило нам получить общую картину метаболических сетей», — сказал Фроммер. «Но у нас не было возможности напрямую отслеживать активность ферментов или транспортеров или контролировать их регуляцию в живом организме».
Фроммер и его команда предположили, что можно исследовать транспортную активность, отслеживая структурные перестройки, которые переносчик претерпевает, перемещая свою целевую молекулу через мембранный барьер. Они решили сделать это путем кодирования экологически чувствительных флуоресцентных меток в ДНК клетки.Команда, в которую входили Роберто Де Микеле из Карнеги, Синди Аст, Чен-Сун Хо, Вивиан Ланкуар и Гвидо Гроссман, сосредоточилась на транспортере, ответственном за перемещение аммония в ячейку. Эта активность очень важна для растений, грибов и бактерий, потому что аммоний служит основным источником азота для этих организмов.
Но при избытке аммоний становится токсичным. Поэтому его концентрацию нужно очень тщательно регулировать. Переносчик аммония сохраняется в растениях, грибах и бактериях.
Он также присутствует у людей, где он известен как резус-фактор и играет важную роль в функции почек и мужской фертильности.Подход команды позволил по-новому взглянуть на то, как работает заводской транспортер аммония.
Ожидается, что их сенсорная концепция найдет множество других применений для мониторинга других типов транспортеров и транспортеров в других организмах за пределами царства растений и даже ферментов.«Например, у людей такие сенсоры можно использовать для понимания транспорта нейротрансмиттеров в головном мозге или выявления новых мишеней для лекарств», — сказал Фроммер.