Новый флуоресцентный краситель поможет изучить клеточные мембраны
Ученые из Токийского технологического института и Университета Кюсю сделали значительный прогресс в изучении липидных мембран клеток благодаря разработке нового сольватохромного зонда. Это открытие может значительно улучшить наше понимание связи между жидкостью липидных мембран и различными клеточными функциями.
Липидные мембраны выполняют роль не только простых барьеров, отделяющих клетки и органеллы от окружающей среды, но также играют ключевую роль в таких клеточных функциях, как движение клеток, обмен веществ, управление отходами и восприятие. Для визуализации жидкости липидных мембран ученые обычно используют флуоресцентные вещества, известные как сольватохромные зонды или красители. Однако существующие сольватохромные красители сталкиваются с рядом проблем, включая низкую стабильность, слабое флуоресцентное излучение, токсичность для клеток и зависимость от ультрафиолетового света как источника возбуждения.
Исследовательская группа, возглавляемая доцентом Ген-ити Кониси из Токийского технологического института и профессором Дзюнъити Икеноучи из Университета Кюсю, разработала новый сольватохромный краситель, который может стать революцией в реальном времени визуализации порядка в липидных мембранах. Для разработки своего нового зонда команда первоначально исследовала и сравнила фотофизические свойства нескольких различных красителей. В результате испытаний они выбрали особую молекулярную конструкцию, которая удовлетворяла всем их ожиданиям.
Конечная версия зонда, 2-N,N-диэтиламино-7-(4-метоксикарбонилфенил)-9,9-диметилфлуорен (FπCM), включала плоскую структуру с электронодонорной и электроноприемной частями, соединенными через π-мостик. Эта конфигурация облегчала внутримолекулярные переносы заряда, которые необходимы для определения сольватохромных и флуоресцентных свойств молекулы. FπCM продемонстрировал исключительные флуоресцентные свойства и замечательную химическую стабильность не только в растворителях и искусственных липидных мембранах, но и в физиологических условиях в живых клетках.
Одним из самых привлекательных аспектов предложенного красителя была его долгосрочная фотостабильность. Команда смогла успешно наблюдать за жидкостью липидных мембран в течение всего процесса деления клетки, что подразумевает, что FπCM не токсичен, в отличие от других современных сольватохромных красителей. Более того, предложенный зонд можно легко модифицировать для получения производных FπCM, нацеленных на конкретные липидные мембраны, такие как те, что находятся в клеточных органеллах, например, в митохондриях и эндоплазматическом ретикулуме. С помощью исключительных свойств FπCM биологи могут раскрыть секреты внутреннего устройства клеток.
