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ATP作为重要的能量物质，其代谢生化机制早已被研究地清清楚楚，然而植物活细胞内ATP实时动态变化情况还有大量未知信息。虽然已有多种ATP感应蛋白用于动物细胞ATP动态实时检测，然而植物活细胞内ATP的动态实时监测，一直很少有稳定可靠方法。
近日，Valentina De Co等人采用新型ATP感应蛋白ATeam1.03-nD/nA，建立了一种基于荧光能量共振转移（FRET）的方法，创造性地应用于实时监测植物活细胞ATP。ATeam1.03-nD/nA可在植物活细胞内稳定表达，蛋白结构中间表达有ATP合成酶 Ɛ 亚基，一端表达CFP荧光集团，一端表达Venus荧光集团。当有ATP结合时，ATeam1.03-nD/nA结构发生改变，CFP与Venus距离变得更近，产生更加明显的荧光能量共振转移，获得更高的Venus/CFP荧光信号比值（图1）。通过实时监测该荧光信号比值，即可实时动态检测植物活细胞ATP含量（图2）。
Valentina De Co等人开发的这种创新性应用方案，为植物活细胞ATP动态实时监测提供了检测工具，将大大推动植物细胞ATP动态变化机制研究。其方案所用BMG CLARIOstar多功能酶标仪拥有的线性渐变滤光片光栅技术（可检测任意波长荧光，8-100nm任意带宽，满足任意检测要求），专为细胞检测设计的顶读和底读选项，高精度顶读和底读自动聚焦，高精度孔阈扫描，多色荧光动力学检测设计，以及精密灵活的气体控制设计（氧气和二氧化碳浓度（0.1-20%），单/双控制），为活细胞ATP等能量代谢指标分析提供了选择。
图1，ATP感应蛋白ATeam1.03-nD/n ATP结合效应示意图
图2，拟南芥种子，在不同外界氧气条件下ATP含量动态实时监测
正常大气环境下，ATP含量维持稳定不变（灰色曲线），Venus/CFP荧光信号比值维持稳定。低氧条件下，ATP产量下降，Venus/CFP荧光信号比值下降（黑色和红色曲线）。
参考资料
1、Imamura, Hiromi, et al. "Visualization of ATP levels inside single living cells with fluorescence resonance energy transfer-based genetically encoded indicators." Proceedings of the National Academy of Sciences 106.37 (2009): 15651-15656. 2、De Col, Valentina, et al. "ATP sensing in living plant cells reveals tissue gradients and stress dynamics of energy physiology." Elife 6 (2017).
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