钙成像技术未来展望

钙离子作为一种非常重要的信号分子,不仅调节植物细胞内的多种生理活动,还参与细胞对外界环境的响应过程。钙离子信号主要通过细胞质和细胞器中钙离子分布以及浓度的变化而产生,植物中,多种生物或非生物胁迫作用都会导致细胞质钙离子浓度的瞬间变化触发钙响应的下游反应。因此通过钙成像技术准确监测不同时间和空间下细胞内钙离子的分布及浓度变化可以掌握钙离子在细胞信号传导中的重要作用。

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在过去的几十年中,钙成像技术已经取得了巨大进步并获得了快速发展,目前钙离子测定技术已经发展成为科学研究中一种应用比较广泛的技术,但在测定方法以及钙离子荧光探针的选择方面仍待完善。

在钙离子化学荧光探针中,常用的两种比率型荧光探针Fura-2和lndo-1都需紫外光激发这不仅对仪器提出较高要求也会对细胞活性产生一定影响。其他类型的化学荧光探针虽然种类多样能适用于多种检测系统,但也都存在各自的缺陷并不能完全满足目前对钙离子测定的需要。基于荧光蛋白的钙离子探针具有灵敏度高的优势,但以钙调蛋白为基础的钙离子探针过表达也可能会对细胞的内稳态造成一定影响。将钙调蛋白替换为其他类似结构是解决这一问题的方法之一,除此之外,另一些新型的钙离子测定技术也正悄然兴起,例如针对高信噪比和长波长钙离子探针的需求。

钙成像技术的服务商开发出一种新型的双通道成像的高亲和力钙离子探针 CaRuby--nano该探钙离子后,荧光强度可增加50倍。通过将其所具有的叠基转化为胺基结合抗体或者肽段还能实现探针的细胞器定位,新技术的兴起以及对以往技术的改进必定给钙成像技术研究带来新的发展,对人们进一步了解钙离子信号是如何在复杂的亚细胞结构之间进行传递并调节植物生理和生长过程等方面产生巨大的影响。