细胞能量与你的健康息息相关:平面脂双层技术揭示关键蛋白的新功能

学术   科学   2024-11-26 07:30   北京  

本文通过ChatGLM/GPT进行辅助对近期Bio-protocol 期刊发表的方案进行解读和概括,若感兴趣请点击“阅读原文”查看详细的实验流程及试材。如果解读中有任何错误或遗漏,敬请指正

细胞是生命的基本单位,细胞内的能量代谢对我们的健康至关重要。作为细胞能量代谢的重要参与者,线粒体内膜蛋白的功能解析一直是生物学研究的热点。近期,科学家们通过平面脂双层(Planar Lipid Bilayer, PLB)技术,揭示了线粒体内膜蛋白 dMpv17 的新功能,为相关疾病的研究提供了新的视角在这方面,2024年11月20日,Bio-protocol 期刊在线发表了意大利帕多瓦大学(University of Padova)Vanessa Checchetto团队题为“Utilizing the Planar Lipid Bilayer Technique to Investigate Drosophila melanogaster dMpv17 Channel Activity”的方法文章。

图1. 文章标题页 https://doi.org/10.21769/BioProtoc.5118
关键词电生理学 平面脂质双层 离子通道 dMpv17

平面脂质双层(Planar lipid bilayer)是一种人工构建的膜系统,用于研究膜蛋白,特别是离子通道和载体蛋白的功能。它由一层模拟生物膜结构的脂质分子组成,形成一个平面的双层膜,类似于细胞膜的基本结构

电生理方法在研究细胞信号传递和稳态中的离子通道功能和物理属性方面发挥着关键作用。平面脂质双层(PLB)技术因其能在控制的人工环境中精确分析单个离子通道特性而备受推崇。此技术不仅能详细研究离子通道的机制,还能评估各种化学物质对这些通道的直接影响。PLB实验的优势在于其能够监测和量化跨膜通道的离子运输,提供对离子导通和通道活动的深入理解。然而,PLB实验面临的挑战包括孔径大小导致的电压响应时间延长和噪声增加,以及膜蛋白的变异性影响实验结果。尽管存在这些挑战,改进的PLB系统和电生理装置的发展为提高测量分辨率和实验重复性提供了解决方案。这些技术进展为我们提供了一个独特的视角,以更好地理解和利用离子通道在细胞生理中的作用


  • 这种技术能够精确地研究离子通道的功能和调控,提供一个清晰的实验环境,减少自然膜中存在的调节蛋白的干扰。

  • 利用PLB技术,成功地研究了果蝇dMpv17蛋白(包括野生型和突变型)的离子通道活性。该方法允许在受控的人工环境中详细分析离子通道的力学和调节特性。

  • 提供了一个全面的、逐步的指南,涵盖了如何在指定孔径上形成稳定的平面脂质双层膜,以及如何将目标离子通道蛋白重组到膜中。这为研究人员搭建PLB系统提供了实用的参考。

—————文中代表性图—————

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图2. 实验流程图形概述(来自Bio-protocol期刊

图3. 双层工作站(来自Bio-protocol期刊

图4. 平面脂质双层腔室和比色皿(来自Bio-protocol期刊
  • 药物开发
    PLB技术可以用于筛选和测试新药物,尤其是那些目标为离子通道的药物。通过分析药物如何影响离子通道的功能,可以帮助研究人员开发出更有效的治疗药物。
  • 疾病模型研究
    ‍利用PLB技术研究特定突变形式的离子通道如何影响细胞功能,可以帮助理解各种遗传性和代谢性疾病的分子机制,如本文中探讨的线粒体DNA耗竭综合征。
  • 基础生物学研究
    通过研究离子通道的基本功能和调控机制,PLB技术有助于深入了解细胞内信号传递和细胞生理过程。


这个方法的可重复性已经被本文作意大利帕多瓦大学(University of Padova)Vanessa Checchetto团队验证过,相关实验数据与结果发表在iScience,DOI:10.1016/j.isci.2023.107955

温馨提示:积极引用本文不仅是对作者创新技术和科研共享的最佳肯定,也是确保实验可复现性的重要方式。

Corrà, S., Kravenska, Y. and Checchetto, V. (2024). Utilizing the Planar Lipid Bilayer Technique to Investigate Drosophila melanogaster dMpv17 Channel Activity. Bio-protocol 14(22): e5118. DOI: 10.21769/BioProtoc.5118.

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