量子监测单个酵母突变菌株细胞在老化、应激或抗氧化剂处理时的代谢情况
摘要：自由基在衰老过程中起着关键作用。广受争议的自由基衰老理论甚至认为自由基造成的损伤是细胞水平上衰老的主要原因。然而，自由基很小、活跃且寿命很短，因此很难测量。我们利用一种新技术称为金刚石磁测量来实现这一目的。我们利用纳米金刚石中的氮空位中心。通过量子效应，这些缺陷将磁共振信号转化为光信号。虽然这种方法在物理学中因其前所未有的灵敏度而越来越受欢迎，但我们在这里首次使用这种技术来测量活体细胞中的自由基。我们的信号相当于传统MRI中的T1信号，但分辨率可以达到亚细胞水平的单个细胞的纳米级体素。借助这个强大的工具，我们能够在化学应激后追踪自由基的产生。此外，我们还可以观察到存在抗氧化剂时自由基的减少。我们能够清晰地区分代谢改变的突变株。最后，我们金刚石颗粒的优异稳定性使我们能够追踪衰老过程并区分年轻和老年细胞。我们确认了老年野生型和sod1{Delta}突变体中自由基负荷的预期增加。我们进一步应用这种新技术研究了tor1{Delta}和pex19{Delta}细胞。据报道，这些突变体的寿命增加，但确切机制尚不清楚。我们发现减少的自由基负荷可能为这些细胞寿命的增加提供了一个解释。
作者：Aryan Morita, Anggrek C. Nusantara, Felipe P. Perona Martinez, Thamir Hamoh, Viraj G. Damle, Kiran J. van der Laan, Alina Sigaeva, Thea Vedelaar, Michael Chang, Mayeul Chipaux, Romana Schirhagl
论文ID：2007.16130
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2020-08-03