[发明专利]检测线粒体膜电势的可遗传荧光探针及其应用

说明书

本发明公开了一种检测线粒体膜电势的可遗传荧光探针及其应用，该荧光探针是由PINK1基因截短片段和荧光蛋白基因融合所得，最为优选的PINK1基因截短片段为SEQ IDNO.1所示的野生型PINK1基因序列的1‑390bp。本发明所提供的荧光探针具有制备方法简单，易储存，生物毒性低等优点；基于可遗传的特点，该线粒体膜电势探针应用面广泛，结合现代成像技术，可以快速灵敏的对目标细胞、组织、器官甚至是生命体的线粒体膜电势进行准确测量。

技术领域

本发明属于细胞生物学领域,具体涉及一种检测线粒体膜电势的可遗传荧光探针及其应用。

背景技术

线粒体通过氧化呼吸链来合成ATP。在氧化呼吸链中，电子由NADH，FADH2递氢体传递到呼吸链复合物，同时将质子主动运输到内膜外。内膜内外质子浓度梯度和跨膜电位差所储存的电化学势能即为线粒体膜电势，发挥着促使质子返回线粒体内膜，推动ATP合成酶合成ATP的作用。

线粒体膜电势的维持是健康线粒体发挥正常功能从而维护细胞稳态的必要条件。膜电势的异常不仅会阻碍氧化磷酸化的正常进行，还可以激活线粒体自噬通路来消除功能异常的线粒体。在多种疾病和病理情况下均检测到细胞中线粒体膜电势的异常，因此对线粒体膜电势变化的检测有助于我们加深对于疾病发展的进一步理解，有着重要的科学意义和现实意义。

对于线粒体膜电势的检测主要有电化学方法和荧光成像等方法。电化学方法主要是利用微电极准确测量线粒体内膜内外的电势差，具有很好的准确性。但由于线粒体体积小，难以精准的嵌入微电极，限制了电化学方法进行。荧光成像方法的主要原理是在细胞中线粒体膜电势发生改变后，其荧光染料在细胞中的荧光性质会发生一定的改变，从而根据荧光信号的改变来间接反映线粒体的膜电势。荧光染料对于线粒体膜电势的测量具有简单、方便、对细胞损伤较小等优点，因而被广泛应用于科学研究当中。目前，JC-1是常用于检测线粒体膜电势的荧光探针。正常线粒体膜电势情况下，JC-1在线粒体中呈现聚集态，发出橘红色的荧光，而在低线粒体膜电势的情况下，JC-1在线粒体中呈现单体态，发出绿色荧光，因此JC-1可通过荧光颜色的变化反映线粒体膜电势的变化。然而，作为可跨越线粒体膜的染料，外源添加JC-1等荧光染料对于线粒体具有潜在的影响。同时，目前的检测线粒体膜电势荧光成像方法不具有可遗传性，难以对疾病的全程，整体进行观测。因此，开发一种可遗传检测线粒体膜电势荧光探针是非常必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种检测线粒体膜电势的可遗传荧光探针；本发明的目的之二在于提供含有所述荧光探针的重组质粒；本发明的目的之三在于提供含有所述重组质粒的转化体；本发明的目的之四在于提供所述荧光探针检测线粒体膜电势的方法；本发明的目的之五在于提供所述荧光探针在检测线粒体膜电势降低中的应用；本发明的目的之六在于提供所述荧光探针在标记线粒体在活细胞中的分布中的应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种检测线粒体膜电势的可遗传荧光探针，所述荧光探针是由PINK1基因截短片段和荧光蛋白基因融合所得，所述PINK1基因截短片段为SEQ ID NO.1所示的野生型PINK1基因序列的1-390bp或1-240bp。

本发明中优选的，所述PINK1基因截短片段为SEQ ID NO.1所示的野生型PINK1基因序列的1-390bp。

本发明中优选的，所述荧光蛋白基因为红色荧光蛋白基因。

本发明中更为优选的，所述红色荧光蛋白基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示。

2、含有所述荧光探针的重组质粒。

本发明中优选的，所述重组质粒为将所述的荧光探针的核苷酸序列插入到pCMV载体或pcDNA载体的多克隆位点处。

3、含有所述重组质粒的转化体。