觀察植物新陳代謝的實時變化

地球上幾乎所有生命，特別是人們的食物和健康，都取決於植物中的新陳代謝。

為了了解這些代謝過程如何發揮作用，明斯特大學植物生物學與生物技術研究所的研究人員在波恩大學的參與下正在研究調節能量代謝的關鍵機制。

現在，首次採用一種新的體內生物傳感器技術方法，使他們能夠實時監控環境變化（例如光、溫度、乾旱、洪水或蟲害侵害）對中心代謝的影響，這項研究已發表在《植物細胞 》雜誌上。

研究人員團隊在植物內部表達了一種基因編碼的傳感器，以使中央代謝過程從字面上可見。由於植物從外部看起來非常靜態，因此它們必須是細胞內靈活性和適應性的超快大師。

科研人員現在能夠觀察到生活在植物體內的那些動態。

為了測量植物中的代謝過程並產生其圖像，研究人員使用了體內生物傳感，這是一種實時研究活生物體，組織或細胞的方法。

生物傳感器由生物識別元件，與待檢測分子特異性結合的蛋白質和讀出元件組成，一種蛋白質，它將與識別元件的結合轉化為光信號。

現在使用的生物傳感器最初是開發用於神經細胞的。

研究人員對該傳感器進行了改進和開發，使其可以在植物中使用。

傳感器可以直接結合，然後釋放分子NAD +和NADH。

所謂的NAD氧化還原系統對於幾乎所有生物的新陳代謝過程中的電子轉移至關重要。

傳感器由一種藍綠色螢光蛋白和一種紅色螢光蛋白組成，它們都根據細胞中NAD的狀態而改變其亮度。

活細胞中的傳感器讀數是通過現代共聚焦雷射掃描顯微鏡進行的。

在植物中使用NAD體內感測的可能性為植物研究人員開闢了新的選擇。

這種新方法是方法學方面的一項成就，因為現在我們可以準確了解植物中代謝過程的確切位置。

到目前為止，研究人員只能通過從植物中提取提取物並用生化方法進行分析來研究這種代謝過程。

然而，在這種方法中，細胞和組織被破壞，並且不再可能追蹤確切發生代謝變化的位置。

現在，研究人員可以跟蹤氧化還原代謝的動態變化，除其他功能外，還可以從特定的細胞室（此處為細胞質中）到單個細胞，直至完整的完整器官，為細胞提供能量。

這種方法可以創建整個植物的第一個NAD氧化還原圖，並觀察從亮到暗過渡的氧化還原動態，以及糖狀態，細胞呼吸和氧氣供應的變化。