湖南師范大學(xué)研發(fā)DNA納米傳感器用于生物分析物成像

近日，湖南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院張友玉教授課題組在DNA納米傳感器用于溶酶體酸化與鉀離子流相關(guān)性研究方面取得了新進(jìn)展，相關(guān)學(xué)術(shù)論文“DNA Triplex and Quadruplex Assembled Nanosensors for Correlating K+ and pH in Lysosomes”在國際頂尖期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》發(fā)表。

張友玉教授課題組以兩個不同發(fā)射波長的上轉(zhuǎn)換納米顆粒為發(fā)射體，以金納米顆粒為淬滅劑，讓其與DNA triplex和quadruplex組裝，構(gòu)建了兩種新型DNA納米傳感器，用于溶酶體腔內(nèi)pH和K+的同時成像分析，以此探究溶酶體的酸化機(jī)制。結(jié)果表明：DNA triplex和quadruplex傳感器成功實(shí)現(xiàn)了對溶酶體內(nèi)的pH和K+的同時成像。由于調(diào)整傳感器中DNA適配體序列，可以檢測細(xì)胞中不同種類的生物分子，該DNA傳感器可以拓展用于細(xì)胞內(nèi)許多其他分析物的檢測和成像，以及研究解決某些具有挑戰(zhàn)性的生化和細(xì)胞生物學(xué)問題。

據(jù)悉，溶酶體需維持酸性pH值才能激活水解酶參與各種生理過程。溶酶體的酸化依賴于H+-ATPase泵入質(zhì)子，在質(zhì)子泵入過程中產(chǎn)生較大的膜電勢，從而抑制進(jìn)一步的質(zhì)子泵入，需要以反離子流中和由質(zhì)子積累產(chǎn)生的膜電勢。目前，由于缺乏合適的研究方法，反離子流中和膜電勢的機(jī)制并不清楚，因此溶酶體酸化激活水解酶參與重要生理過程的機(jī)制是尚需闡明的重要科學(xué)問題。

該課題由國家自然科學(xué)基金項目支持完成，第一完成單位為湖南師范大學(xué)，通訊作者為“化學(xué)生物學(xué)及中藥分析”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的張友玉教授和加拿大滑鐵盧大學(xué)的劉玨文教授，第一作者為湖南師范大學(xué)在讀博士研究生陳峰。