研究开发出NADH遗传编码荧光探针

近日由来自华东理工大学药学院、清华大学生命科学学院、上海交通大学医学院、中国生物技术发展中心以及哈佛大学医学院等机构的研究人员组成的一个研究小组在新研究中利用合成生物学方法开发出了一系列检测NADH的遗传编码荧光探针，在国际上首次实现了在活细胞及各种亚细胞结构中对NADH分子的实时动态、特异性的检测与成像。这一研究成果于10月5日在线发表在国际著名学术期刊《细胞—代谢》（Cell Metabolism）杂志上。这篇文章的通讯作者是华东理工大学药学院及国家生物反应器工程重点实验室特聘教授杨弋。杨弋教授早年毕业于清华大学，后赴美国哈佛大学医学院从事博士后研究工作，2005年成为哈佛医学院及其附属的Brigham & Women's 医院的生物化学副研究员及医学讲师。2006年回国受聘于华东理工大学，其实验室主要研究方向集中于合成生物学与合成生物技术，发展了多种可在活细胞内高时空分辨检测及调控生命分子的新技术。曾在PNAS、Cell Metabolism、JBC等学术期刊上发表论文二十余篇。还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）及其氧化型（NAD+）是生物体内最重要的辅酶，广泛参与了细胞内的物质、能量代谢，信号转导与基因调控，与癌症、心血管疾病、糖尿病、神经退行性疾病等许多人类重要疾病关系密切。在这篇文章中，研究人员利用这些独特的荧光探针首次精确测定人体细胞不同亚细胞结构内自由NADH分布水平，并实时动态看到人类等哺乳动物细胞内葡萄糖代谢、线粒体呼吸链功能、氧化还原调控条件下NADH代谢情况，并发现NADH可以自由跨膜进入细胞内调控多种生命活动。基于大量的实验数据，作者们提出了胞浆中的NADH是对人体生理条件改变非常敏感的，而线粒体有很强的维持生理NADH 稳态的观点。鉴于NADH在代谢和信号转导中的中心作用及其在疾病诊疗中的重要性，新研究不仅为研究者们提供了实时检测组织与细胞内NADH分布与动态的创新工具，对推动人们更好地了解细胞内物质与能量代谢的调节机制亦具有十分重要的意义。该项研究获得了国家自然科学基金，“863”计划，霍英东教育基金，上海高校特聘教授（东方学者）岗位计划、 “111”计划和美国NIH 等的经费资助。（来源：生物通）