圖片說(shuō)明:科學(xué)家發(fā)明對(duì)細(xì)胞代謝進(jìn)行成像的新方法
?????? 10月5日, 最新一期的國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《Cell Metabolism》雜志 (《細(xì)胞—代謝》, 《Cell》雜志子刊)發(fā)表了華東理工大學(xué)生物反應(yīng)器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、藥學(xué)院楊弋教授課題組的研究成果:“Genetically Encoded Fluorescent Sensors for Intracellular NADH Detection”(Cell Metabolism 14, 555–566, October 5, 2011)。這是我校教師以通訊作者身份在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊發(fā)表的又一高影響因子(IF:18.207)研究論文。
????? 還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)及其氧化型(NAD+)是生物體內(nèi)最重要的輔酶,廣泛參與了細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)、能量代謝,信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與基因調(diào)控,與癌癥、心血管疾病、糖尿病、神經(jīng)退行性疾病等許多人類重要疾病關(guān)系密切。楊弋教授課題組利用合成生物學(xué)方法,開發(fā)了一系列的檢測(cè)NADH的遺傳編碼熒光探針,在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了在活細(xì)胞及各種亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中對(duì)NADH分子的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、特異性的檢測(cè)與成像。由于NADH在代謝和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的中心作用及其在疾病診療中的重要性,對(duì)組織與細(xì)胞內(nèi)NADH的分布進(jìn)行生物成像將為人們更好地了解物質(zhì)與能量代謝的調(diào)節(jié)機(jī)制提供重要的創(chuàng)新工具與手段。
?? ? 課題組利用這一新工具,首次精確測(cè)定人體細(xì)胞不同亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)自由NADH分布水平,并實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)看到人類等哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)葡萄糖代謝、線粒體呼吸鏈功能、氧化還原調(diào)控條件下NADH代謝情況,并發(fā)現(xiàn)NADH可以自由跨膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)調(diào)控多種生命活動(dòng)?;诖罅康膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作者們提出了胞漿中的NADH是對(duì)人體生理?xiàng)l件改變非常敏感的,而線粒體有很強(qiáng)的維持生理NADH 穩(wěn)態(tài)的觀點(diǎn)。由于NADH在代謝和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的中心作用及其在疾病診療中的重要性,對(duì)組織與細(xì)胞內(nèi)NADH的分布進(jìn)行生物成像將為人們更好地了解物質(zhì)與能量代謝的調(diào)節(jié)機(jī)制提供重要的創(chuàng)新工具與手段。該論文發(fā)表后一周內(nèi),已經(jīng)有多個(gè)國(guó)外實(shí)驗(yàn)室來(lái)信聯(lián)系,希望允許他們使用這一技術(shù)進(jìn)行研究。
??? ?參與該項(xiàng)研究工作的還有清華大學(xué)、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院、中國(guó)生物技術(shù)發(fā)展中心及哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家。該項(xiàng)研究受國(guó)家自然科學(xué)基金,“863”計(jì)劃,霍英東教育基金,上海高校特聘教授(東方學(xué)者)崗位計(jì)劃、 “111”計(jì)劃和美國(guó)NIH 等經(jīng)費(fèi)資助。論文的共同第一作者是趙玉政與金晶兩位研究生。
???? ?楊弋教授1995年獲清華大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)系學(xué)士學(xué)位,1999年獲1999年獲清華大學(xué)生物化學(xué)博士學(xué)位。畢業(yè)后赴美哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院進(jìn)行金屬硫蛋白的博士后研究工作。2002年轉(zhuǎn)至波士頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院,從事一氧化氮自由基生物學(xué),巰基組學(xué)及心血管疾病的研究。 2005年成為哈佛醫(yī)學(xué)院及其附屬的Brigham & Women’s 醫(yī)院的生物化學(xué)副研究員及醫(yī)學(xué)講師。2006年回國(guó)并被聘為華東理工大學(xué)藥學(xué)院及國(guó)家生物反應(yīng)器工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室特聘教授。其實(shí)驗(yàn)室研究方向集中于合成生物學(xué)與合成生物技術(shù),發(fā)展了多種可在活細(xì)胞內(nèi)高時(shí)空分辨檢測(cè)及調(diào)控生命分子的新技術(shù)。除用于基礎(chǔ)研究外,這些技術(shù)也具有用于醫(yī)療診斷的應(yīng)用前景。楊弋教授目前已在 Cell Metabolism, PNAS, Angew. Chem. Int. Ed, JBC等學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文二十余篇。
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