H 2 O 2 傳感器（綠色）位于由大葉綠體（品紅色）填充的衣藻細(xì)胞的 6 個(gè)隔室中。學(xué)分：AG Schroda

過氧化氫（H2O2）通常被稱為漂白和消毒劑。然而，它也在活細(xì)胞中不斷產(chǎn)生。通常作為生物過程的副產(chǎn)品，有時(shí)是故意的，例如殺死病原體。也有人認(rèn)為H2O2作為信號分子起著重要作用。為了研究這種生物學(xué)功能，來自凱澤斯勞滕工業(yè)大學(xué)（TUK）和薩爾大學(xué)的研究小組已經(jīng)開發(fā)出H2O2-用于植物細(xì)胞的靈敏傳感器。傳感器揭示了細(xì)胞中產(chǎn)生過氧化氫的位置以及信號通路的運(yùn)行方式。這項(xiàng)工作已發(fā)表在期刊《植物細(xì)胞》上。

擔(dān)任TUK分子生物技術(shù)與系統(tǒng)生物學(xué)主席的Michael Schroda教授解釋說：“我們已經(jīng)開發(fā)出一種超敏H2O2單細(xì)胞綠藻萊茵衣藻的傳感器。它基于綠色熒光蛋白的一種變體，稱為roGFP2，與過氧化物酶偶聯(lián)。訣竅是過氧化物酶被過氧化氫非常有效地氧化，隨后氧化roGFP2，導(dǎo)致其熒光特性略有變化。這允許讀出 H 的變化2O2活細(xì)胞中的濃度。我們成功地將傳感器引入六個(gè)不同的細(xì)胞室，并監(jiān)測了H的變化。2O2由不斷變化的環(huán)境條件（如光或熱應(yīng)激）實(shí)時(shí)引起的濃度。我們可以證明葉綠體產(chǎn)生H2O2在強(qiáng)光照射下。這會擴(kuò)散到鄰近的細(xì)胞質(zhì)中，但不會進(jìn)一步擴(kuò)散到細(xì)胞核中，因?yàn)樗�被有效地降解了�?/p>

發(fā)表在《植物細(xì)胞》雜志上的研究文章是科學(xué)團(tuán)隊(duì)努力的結(jié)果：Michael Schroda的研究小組與薩爾大學(xué)的Bruce Morgan教授和TUK植物病理學(xué)系的David Scheuring博士合作。“布魯斯·摩根（Bruce Morgan）將他對酵母中建立的傳感器蛋白的知識帶到了項(xiàng)目中;David Scheuring幫助我們可視化了H的生產(chǎn)和分布2O2使用先進(jìn)的顯微鏡技術(shù)在藻類細(xì)胞中，“Schroda說�！拔业难芯啃〗M使用基因工程方法為將傳感器引入藻類細(xì)胞的特定隔室鋪平了道路，并跟蹤不斷變化的環(huán)境條件的影響。

成功驗(yàn)證的傳感器系統(tǒng)是合成生物學(xué)的產(chǎn)物，由研究人員為研究人員開發(fā)�！斑@個(gè)系統(tǒng)是模塊化的，就像一套樂高積木，”Schroda解釋說�！巴ㄟ^將基因分解成小的功能單元并添加定義的連接器，我們可以以我們想要的任何組合組裝這些單元，并立即為我們的研究目的構(gòu)建遺傳電路。標(biāo)準(zhǔn)化組件的原理在工程科學(xué)中早已為人所知，從而確保了生物學(xué)的科學(xué)進(jìn)步。