ניתוחים של סידן מיטוכונדריאלי זרם המיטוכונדריה מבודד, תאים בתרבית

המיטוכונדריה הם אתרים קריטיות של Ca תאיים^{2 +} אחסון איתות. עשורים של מחקרים הוכיחו כי המיטוכונדריה יש את היכולת לייבא sequester Ca^{2 + 1,2}. המיטוכונדריה, לעומת זאת, הם לא רק פסיבי אתרים של Ca^{2 +} אחסון. Ca^{2 +} -תא מיטוכונדריאלי מבצע היסוד פונקציות איתות לרבות ויסות חילוף החומרים פלט, הפעלה של מסלולים מוות תא מיטוכונדריאלי בתיווך, אשר כבר נבדקו בעבר³. עבור רגולציה חילוף החומרים, Ca^{2 +} מגביר את הפעילות של שלוש dehydrogenases מטריקס מותאם לשפות אחרות של מחזור חומצה tricarboxylic, כמו גם קומפלקסי שרשרת הנשימה, כדי להגדיל את האנרגיה מיטוכונדריאלי ייצור^4,5 . Ca מיטוכונדריאלי^{2 +} עומס, dysregulated מיטוכונדריאלי Ca^{2 +} טיפול, Ca^{2 +} גורמים מפעילים חדירות מיטוכונדריאלי המעבר הנקבוביות הפתיחה (MPTP), המוביל אל permeabilization מיטוכונדריאלי הממברנה הפנימית, אובדן פוטנציאל ממברנה, תפקוד מיטוכונדריאלי, נפיחות, קרע וסלולרי בסופו של דבר, למוות^6,7,8,9. לפיכך, Ca^{2 +} איתות מיטוכונדריאלי משפיעה במישרין על החיים הסלולר והן מוות שבילים דרך בקרה מטבולית וציר MPTP-מוות.

בשנים האחרונות, שם במהירות הרחבה עניין במחקר של מיטוכונדריאלי Ca^{2 +} דינמיקה עקב חלק גדול לזיהוי של המרכיבים מולקולרית מיטוכונדריאלי Ca^{2 +} uniporter מורכבים, של הפנימית מיטוכונדריאלי טרנספורטר קרום זה מצב ראשי של Ca^{2 +} לייבא לתוך מטריצה מיטוכונדריאלי ^10,11,12. זיהוי של אלה subunits מבנית ותקינה של uniporter לדרדר את האפשרות של פילוח גנטי מיטוכונדריאלי Ca^{2 +} זרם לווסת מיטוכונדריאלי ותפקוד לקוי, יעברו חקר התרומה של uniporter מיטוכונדריאלי ומורכבת Ca^{2 +} זרם המחלה^13,14,15. אכן, Ca^{2 +} איתות מיטוכונדריאלי היה מעורב של פתולוגיות של מערך מגוון של מחלות ועד מחלות לב הקשורים ניוון מוחיים, וסרטן^{16,17,18, 19,20}.

את החשיבות הבסיסית של מיטוכונדריאלי Ca^{2 +} איתות של חילוף החומרים, מוות של תאים, בשילוב רחב של מערכות ביולוגיות הזה Ca^{2 +} איתות מיטוכונדריאלי משפיע, שיטות להערכת מיטוכונדריאלי Ca^{2 +} זרם הם עניין רב. באופן לא מפתיע, פותחו מגוון רחב של טכניקות וכלים למדידת Ca מיטוכונדריאלי^{2 +} . אלה כוללים שיטות לנצל כלים כגון Ca פלורסנט^{2 +}-צבעי רגיש^21,22 ו מקודד גנטית Ca^{2 +} חיישנים ממוקד המיטוכונדריה, כגון cameleon ו aequorin^{23, 24}. המטרה של מאמר זה היא כדי להדגיש שיטות שונות ומערכות מודל שבו ניתן למדוד Ca מיטוכונדריאלי^{2 +} ספיגת. אנו מציגים שתי שיטות נסיוניות להעריך Ca מיטוכונדריאלי^{2 +} זרם קיבולת. באמצעות הלב המיטוכונדריה כדוגמה, אנחנו פירוט פלטפורמה מבוססת-קורא צלחת למדידת Ca מיטוכונדריאלי^{2 +} ספיגת באמצעות של Ca^{2 +} רגיש לצבוע סידן ירוק-5N זה מתאים באופן אידיאלי עבור רקמה מבודדת המיטוכונדריה¹⁴ . שימוש בתרבית תאים 3T3 NIH, נתאר גם וזמינותו של דימות מבוסס מיקרוסקופיה קונפוקלית למדידת מיטוכונדריאלי Ca^{2 +} בתאים permeabilized באמצעות Ca^{2 +} רגיש לצבוע רוד-2/AM²⁵.