用于指示嗜盐古菌细胞包膜结构与功能的荧光探针

《Scientific Reports》：Fluorescent probes as markers of cell envelope structure and function in halophilic archaea

　　

摘要

原核生物，尤其是那些生活在极端环境中的微生物，能够处于多种代谢状态，这会导致其细胞包膜的结构和功能发生改变。然而，由于常规荧光探针往往无法适应极端环境及极端环境微生物的生理特性，因此很难对这些变化进行检测。嗜盐古菌面临的挑战包括细胞内/外盐分浓度接近饱和、膜电位较高，以及能够在包括被困在盐晶液泡中的异常代谢状态下存活。我们研究了六种用于检测细胞包膜稳定性和活性的荧光标记物在两种模式物种——Halobacterium salinarum和Haloferax volcanii中的适用性。这些标记物包括用于检测氧化还原活性的alamarBlue和纯雷萨祖林溶液，用于检测膜电位的MitoTracker Orange-CMTMRos和罗丹明123，以及用于检测细胞膜完整性的SYTO 9和碘化丙啶（LIVE/DEAD试剂盒）。我们评估了这些标记物在批量检测（微孔板读数器）和细胞特异性检测（显微镜观察）中的应用情况。同时明确了每种探针的局限性，从而根据细胞生理状态、生长阶段、培养基成分以及探针暴露时间来决定其使用方式，尤其是为了模拟嗜盐古菌所处的环境条件，有时需要较长的暴露时间。值得注意的是，碘化丙啶的表现并不可靠，它会导致细胞出现双重标记，进而错误地将细胞判定为死亡细胞。这些数据为研究非标准条件下的原核生物提供了重要见解。