納米技術的分子傳感器能觀察大腦化合物水平的變化

　　到目前為止，人們還不能精確測量生活腦細胞中的重要化合物的水平。卡內基研究院植物生理系和斯坦福大學的研究

　　人員首次克服了這一障礙——他們成功利用基因納米技術的分子傳感器來觀察大腦化合物水平的變化。這種傳感器在與化合物結合時改變其三維形狀，然后通過一種叫做熒光共振能量轉移（FRET）過程將其顯示出來。

　　在新的研究中，研究人員將納米傳感器引入神經細胞以測量神經遞質谷氨酸的釋放水平。這種物質與從學習和記憶到情緒和感知的所有事件有關。過多的谷氨酸被認為促進了阿爾茨海默癥和帕金森癥等疾病的發生。這項研究結果公布在近期的Proceedings of the National Academy of Sciences上。

　　熒光成像技術使人們能夠看到生活細胞的工作過程。弄清個體腦細胞中的谷氨酸何時、如何被制造、分泌、吸收和代謝將幫助研究人員更好地了解疾病過程以及設計出新的疾病治療藥物。

　　FRET被用于追蹤專一與代謝物如糖和氨基酸結合的蛋白形式。感興趣的蛋白融合了兩種不同顏色的熒光標記。這種有色的熒光標記被連接在產生“生物傳感器”的分子的末端。當感興趣的物質與這種傳感器結合時，這種傳感器骨架就被重新定向，并且這種重新定向能夠被檢測出來。由于光是一種振動，因此相同的過程也發生在兩種熒光染料上。研究中使用的是綠色熒光蛋白的藍紫色和黃色版本：藍紫色和黃色蛋白在傳感器識別谷氨酸時相互間遠離。因此，與缺少谷氨酸的情況相比，藍紫色光較多而黃色光較少。

　　這種傳感器由基因編碼，并且基因的ZIP密碼能夠用來將傳感器靶向細胞中的任意位置。