基于分裂式荧光探针的细胞器间钙信号动态监测技术开发

针对细胞器间钙信号监测工具缺失的难题，研究人员开发了基于分裂-GFP技术的红绿双色分裂型钙离子指示剂（split-GECIs），通过靶向不同细胞器膜实现连接处特异性检测。该研究构建了split-MEGIC（线粒体-内质网）和split-sf-MEMBER（质膜-内质网）探针系统，首次在体外/体内神经Ca2+活动中捕获树突棘内Mito-ER连接位点的钙动态，填补了细胞器互作研究的技术空白。

　　

遗传编码钙离子指示剂（Genetically Encoded Calcium Indicators, GECIs）彻底改变了细胞钙信号研究范式，为实时光学监测钙动态提供了强大工具。尽管现有GECIs可靶向特定细胞器，但始终缺乏专用于细胞器连接处的功能性探针。研究团队创新性地利用分裂绿色荧光蛋白（split-GFP）技术原理——仅当两个片段空间邻近时才恢复荧光，成功开发出红/绿双色分裂型GECIs系统。

这些探针可精准锚定不同细胞器膜，在线粒体与内质网连接处通过split-MEGIC探针、在质膜与内质网界面通过split-sf-MEMBER探针实现特异性组装。应用该工具箱不仅揭示了神经元Ca²⁺活动特征，更首次在单个树突棘尺度捕捉到线粒体-内质网连接位点（Mito-ER junctions）的钙瞬变，为解析亚细胞区室化钙信号传导机制提供了革命性研究工具。