24 ноября 2022, 23:00

Химики создали порфириновый «термометр» для клеток

Клеточная биология
Нанотехнологии
Новые методики
Термометрия

Температура является одним из важнейших параметров, который играет важную роль в множестве процессов — от реакций синтеза до активности ферментов. Для ее измерения чаще всего используют стеклянные термометры, термопары, термисторы, инфракрасные термометры. Однако все эти приборы работают на макромасштабе и неприменимы, если речь идет о клетках, а тем более — температуре в их отдельных органеллах. Такие нанотермометры необходимы, чтобы оценивать эффективность работы отдельных биохимических цепей; одна из наиболее популярных задач — изучение активности митохондрий, еще называемых «энергетическими станциями» клетки. Решить задачу помогают флуоресцентные метки, по интенсивностям свечения которых можно косвенно определять температуру. Однако такие системы обладают рядом недостатков: их сложно синтезировать, а некоторые компоненты могут быть токсичны для клетки и чистота эксперимента нарушится.

Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, Санкт-Петербургского государственного университета, Института физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН и Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого разработали удобный в использовании «клеточный термометр» на основе водорастворимого порфирина фосфора, который может определять температуру с точность до десятых долей градуса.

«Благодаря сотрудничеству с коллегами из Санкт-Петербурга ранее было установлено, что спектр люминесценции этих соединений в физиологическом диапазоне температур (30–44 оС) и времена жизни люминесценции зависят от температуры. В нашей новой работе мы показали, что этот метод хорошо работает и в живых клетках. Параллельно был выявлен необычный факт — при введении порфиринов фосфора в клетку они дефосфорилируются в результате взаимодействия с белками с образованием биосовместимых фосфатов. Фактически после доставки синтезированных нами молекул в клетки мы измеряем люминесценцию свободного порфирина, не содержащего фосфора, и далее исходя из спектра люминесценции определяем внутриклеточную температуру. В дальнейшем мы планируем расширить круг исследуемых порфиринов для повышения чувствительности подобных молекулярных термометров», — рассказала Юлия Горбунова, главный научный сотрудник ИОНХ РАН, академик РАН.

Организации из новости

Публикации из новости

Thermosensitive phosphorus(V) porphyrin: Toward subcellular ratiometric optical temperature sensing
Kolesnikov I.E., Kalinichev A.A., Solomatina A.I., Kurochkin M.A., Meshkov I.N., Kolesnikov E.Y., Gorbunova Y.G.
Q1 Sensors and Actuators, A: Physical 2022 цитирований: 0

Читайте также

Российские ученые придумали управляемый светом «контейнер» для водорода
Ученые из Ростова-на-Дону и Таганрога синтезировали металлоорганические каркасы, которые можно «открывать» и «закрывать» при помощи света. Внутри авторы предложили хранить молекулы водорода.
"Умные" материалы
Материаловедение
Металлоорганическая химия
Молекулярный дизайн
Нанотехнологии
1 декабря 2021
Аллергическую реакцию можно снизить, воздействуя на энергетические станции клетки
Ученые МГУ имени М. В. Ломоносова показали, как можно бороться с аллергией при помощи митохондриальных антиоксидантов. Эти вещества помогли предотвратить высвобождение из тучных клеток веществ, запускающих аллергическую реакцию.
Биохимия
Иммунология
Клеточная биология
Фармакология
29 ноября 2021
Ученые выяснили, как ультразвук повышает антибактериальные свойства латуни
Санкт-петербургские исследователи описали процессы, происходящие с латунью при ее обработке ультразвуком.
Биомиметика
Микробиология
Нанотехнологии
28 ноября 2021