电是生命体的关键组成部分。我们知道电压差异在生物系统中很重要;它们驱动心脏的跳动，并允许神经元相互交流。但几十年来，一直无法测量细胞器(细胞内的膜包裹结构)和细胞其余部分之间的电压差异。
然而，芝加哥大学的科学家们发明了一种先进的技术，可以让研究人员窥视细胞，看看有多少不同的细胞器使用电压来执行功能。
“科学家们早就注意到，用于给细胞染色的带电染料会被卡在线粒体中，”研究生阿南德·萨米纳坦解释说，他是发表在《自然纳米技术》杂志上的论文的第一作者。“但是很少有人研究活细胞中其他细胞器的膜电位。”
芝加哥大学克里希南实验室专门建造微型传感器，这些传感器可以在细胞内部移动，并报告细胞内发生的情况，这样研究人员就可以了解细胞如何工作，以及它们在疾病或紊乱中是如何分解的。在此之前，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，他们决定使用这项技术来研究活细胞内细胞器的电活动。
在神经元细胞膜中，有一种叫做离子通道的蛋白质，它是带电离子进出细胞的通道。这些通道是神经元交流的必要条件。以前的研究表明细胞器有类似的离子通道，但我们不确定它们发挥了什么作用。
研究人员的新工具伏尔泰(Voltair)使进一步探索这个问题成为可能。它就像电压表一样，测量电池内部两个不同区域的电压差。伏尔泰是由DNA构成的，这意味着它可以直接进入细胞并进入更深层次的结构。
在他们最初的研究中，研究人员寻找膜电位——细胞器内部与外部电压的差异。他们在一些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不具有膜电位。
“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交流，”亚穆纳·克里希南教授说，他是基于核酸的分子器件专家。
他们的研究仅仅是个开始，作者说;伏尔泰为许多领域的研究人员提供了一种方法，来回答他们从未能问过的问题。它甚至可以用于植物。
萨米纳坦说:“这项新进展至少会引发讨论，甚至可能激发一个新的研究领域。”
引用:“细胞器的dna伏特计。Saminathan等人，《自然纳米技术》，2020年11月2日。DOI: 10.1038 / s41565 – 020 – 00784 – 1
资金来源:美国国立卫生研究院、芝加哥大学妇女委员会、芝加哥社区信托基金的塞尔基金