科学家开创了测量细胞电量的新方法

电是生命体的关键成分。我们知道电压差在生物系统中很重要;它们驱动心脏跳动并允许神经元相互交流。但是几十年来，无法测量细胞器(细胞内的膜包裹结构)与细胞其他部分之间的电压差。然而，芝加哥大学科学家创造的一项开创性技术使研究人员能够深入细胞，看看有多少不同的细胞器使用电压来执行功能。

“长期以来，科学家们已经注意到用于染色细胞的带电染料会卡在线粒体中，”该论文的第一作者、研究生 Anand Saminathan 解释说，该论文发表在Nature Nanotechnology 上。“但很少有工作来研究活细胞中其他细胞器的膜电位。”

UChicago 的 Krishnan 实验室专注于构建微型传感器以在细胞内传播并报告发生的事情，以便研究人员能够了解细胞是如何工作的——以及它们如何在疾病或紊乱中分解。此前，他们已经建造了这样的机器来研究神经元和溶酶体等。

在这种情况下，他们决定使用该技术来研究活细胞内细胞器的电活动。

在神经元的膜中，有一种称为离子通道的蛋白质，它们充当带电离子进出细胞的门户。这些通道对于神经元进行交流至关重要。之前的研究表明细胞器具有相似的离子通道，但我们不确定它们扮演什么角色。

研究人员的新工具 Voltair 使进一步探索这个问题成为可能。它用作电压表，测量电池内两个不同区域的电压差。Voltair 由 DNA 构成，这意味着它可以直接进入细胞并进入更深的结构。

在他们最初的研究中，研究人员寻找膜电位——细胞器内部与外部的电压差异。他们在几个细胞器中发现了这种电位的证据，例如反式高尔基网络和循环内体，这些细胞器以前被认为根本没有膜电位。

“所以我认为细胞器中的膜电位可以发挥更大的作用——也许它有助于细胞器进行交流，”基于核酸的分子装置专家 Yamuna Krishnan 教授说。

作者说，他们的研究只是开始;Voltair 为许多领域的研究人员提供了一种方法来回答他们甚至无法提出的问题。它甚至可以用于植物。

“这一新发展至少会引发对话，甚至可能会激发一个新的研究领域，”萨米纳坦说。

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