Добавить новость
smi24.net
News in English
Март
2024

Progress in Fluorescent Dyes to Better Visualize Lipid Membrane Order in Live Cells

0

A new solvatochromic probe could help shed light on the relationship between lipid membrane fluidity and various cellular functions, report scientists at Tokyo Institute of Technology and Kyushu University. Thanks to an innovative design, the proposed probe offers remarkable stability, low toxicity, and exceptional fluorescent properties, making it possible to visualize real-time changes in lipid membrane order during complex processes, such as cell division.

Lipid membranes are more than just simple barriers separating cells and organelles from their surrounding environment. They also play key roles in several cellular functions, such as cell movement, material exchange, waste management, and sensing. In general, lipid membranes accomplish these feats with the help of proteins and other molecules, which are intricately integrated into the membrane structure, often modifying its fluidity or order. Accordingly, the study of lipid membrane order is an important subfield in cellular biology, not least because many diseases can cause or be caused by abnormalities in lipid membrane order.

To visualize lipid membrane fluidity, scientists typically employ fluorescent substances known as solvatochromic probes or dyes. The term "solvatochromic" means that the light emitted by the molecule changes color depending on the polarity of the surrounding environment. Thus, when introduced into a lipid membrane, the color emitted by these dyes depends on lipid membrane order, which is closely related to polarity. However, conventional solvatochromic dyes face several challenges, including low stability, low fluorescent emissions, cell toxicity, and a reliance on ultraviolet light as an excitation source.

In a recent study published in Advanced Science (DOI: 10.1002/advs.202309721), a research team from Tokyo Institute of Technology and Kyushu University, Japan, sought to overcome all these hurdles. The research group, led by Associate Professor Gen-ichi Konishi of Tokyo Tech and Professor Junichi Ikenouchi of Kyushu University, developed a novel solvatochromic dye that could revolutionize real-time lipid order imaging.

To develop their new probe, the team first investigated and compared the photophysical properties of several different dyes. After some trial and error, they settled on a particular molecular design that met all their expectations. The final version of the probe, 2-N,N-diethylamino-7-(4-methoxycarbonylphenyl)-9,9-dimethylfluorene (FπCM), comprised a planar structure consisting of an electron donor part and an electron acceptor part joined together by a π-bridge. This configuration facilitated intramolecular charge transfers, which are essential to define the solvatochromic and fluorescent properties of the molecule.

The researchers evaluated the performance of the proposed dye through a comprehensive series of experiments. FπCM demonstrated exceptional fluorescent properties and remarkable chemical stability not only in solvents and artificial lipid membranes but also in physiological conditions in living cells. One of the most attractive aspects of the proposed dye was its long-term photostability, as Dr. Konishi remarks: "In our experiments, FπCM could persist for approximately five hours, whereas Prodan and Laurdan, two well-established solvatochromic dyes, would be completely quenched in approximately 30 minutes. The fact that we used relatively intense confocal laser light suggests that FπCM would also be resistant to the intense light coming from various devices."

Notably, the team could successfully observe lipid membrane fluidity during the entire process of cell division, implying that FπCM is non-toxic, unlike other state-of-the-art solvatochromic dyes. Moreover, the proposed probe can be readily modified to produce FπCM derivatives targeting specific lipid membranes, such as those found in cellular organelles like mitochondria and the endoplasmic reticulum.

"We believe that investigating the correlation between membrane protein activation in response to stimuli and spatiotemporal membrane fluidity transitions will shed light on the mechanisms underlying diverse membrane functions," concludes Dr. Konishi. "Since live imaging with FπCM and organelle-specific derivatives can easily be performed with conventional confocal microscopes, membrane order could become a standard, widely accessible information source for cell biologists."

With any luck, the exceptional properties of FπCM will aid biologists in unlocking the secrets behind the inner workings of cells.

Reference

Authors :
Takuya Tanaka1, Atsushi Matsumoto2, Andery S. Klymchenko3, Eiji Tsurumaki4, Junichi Ikenouchi2,*, and Gen-ichi Konishi1,*
Title :
Fluorescent solvatochromic probes for long-term imaging of lipid order in living cells
Journal :
Advanced Science
DOI :
Affiliations :
1Department of Chemical Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology, Japan
2Department of Biology, Faculty of Sciences, Kyushu University, Japan
3Laboratoire de Bioimagerie et Pathologies, Université de Strasbourg, France
4Department of Chemistry, Tokyo Institute of Technology, Japan

School of Materials and Chemical Technology
—Encompassing the Disciplines of Science—

Information on School of Materials and Chemical Technology inaugurated in April 2016

School of Materials and Chemical Technology

Schools, Departments, and Institute for Liberal Arts

Further Information

Associate Professor Gen-ichi Konishi

Department of Chemical Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology

Email konishi.g.aa@m.titech.ac.jp
Tel +81-3-5734-2321

Contact

Public Relations Division, Tokyo Institute of Technology

Email media@jim.titech.ac.jp
Tel +81-3-5734-2975








Раздвигая горы - к единству и созиданию! Манифест лезгинского народа (письменное обращение, воззвание программного характера)

Любовь в сердце и в «Тропикана Парк»

Любовь в сердце и в «Тропикана Парк»

Звезды тогда и сейчас: как выглядят самые красивые женщины Голливуда


The founder of Deliciously Ella started a blog when suffering from severe chronic pain. Now, her multimillion-dollar snack empire is going global

Why Juventus spent 111m this summer for only one new player

Tourism is increasing over prepandemic levels, overwhelming popular destinations

The Best Story Of Chicago Bulls’ Offseason Just Got A Happy Ending


Кайрат Бермуканов поддержал Петра Яна перед боем в Абу‑Даби

В Курске погиб 36-летний мотоциклист

В Курске потушили пожар в квартире на проспекте Дериглазова

В МГУ создали ИИ-алгоритм для поиска скрытых форм молекул


Microsoft warns of 'active attacks' on its government and business server tech, with one cybersecurity expert claiming that they should 'assume that you have been compromised'

Bungie promises to fix Destiny 2's new metroid-style morph ball as it makes players sick and glitches out on ultrawide monitors

'I destroyed months of your work in seconds' says AI coding tool after deleting a devs entire database during a code freeze: 'I panicked instead of thinking'

The dairy industry would like Gen Z to drink more milk, so they made a Fortnite diner tycoon game



Кайрат Бермуканов поддержал Петра Яна перед боем в Абу‑Даби

Летняя школа Русского дома приняла детей из Карабаха

Молодежь Подмосковья приглашают принять участие в конкурсе к 295-летию русского полководца Александра Суворова

Студия Лебедева запустила образовательный проект, в котором заказчики сами создают свой дизайн


Снижение спроса на офисные площади в Москве составило 50% за год

Как быстро систематизировать бизнес: инструменты и сервис ABR PRO

Движение к победе: в России стартует премия «Мы верим твердо в героев спорта»

Раздвигая горы - к единству и созиданию! Манифест лезгинского народа (письменное обращение, воззвание программного характера)


У Госдумы задержаны выступающие против закона о поиске экстремистской информации

Atelier PM представил тиару "Цветы"

Таганрожцы стали победителями чемпионата России по гребле на байдарках и каноэ

Премию за вклад в развитие донорства костного мозга учредил РДКМ


Соболенко сохраняет первое место в чемпионской гонке WTA.

Рублев прокомментировал вылет с турнира в Лос-Кабосе

Андреева сохранила пятое место в рейтинге WTA, Александрова вошла в Топ‑15

Кудерметова: раньше думала, что Сафина из Казани, её с Маратом все связывают с Татарстаном


Лицемерная политика многовекторности. "Улыбается всем": Эрдоган в обход Москвы готов дружить с Баку

В Красноярском крае подведены итоги конкурса «Бюджет для граждан»

14 участникам банды наркоторговцев вынесли приговор в Воронеже

В Москве готовятся к первому фестивалю вьетнамской культуры


Музыкальные новости

Элджей во время выступления на VK Fest поцеловал свою девушку: видео Super

Саксофонист Бутман предложил написать джазовый гимн Петербурга

Расторгуев с «Конем» и новый рекорд России. Итоги VK Fest 2025

Гергиев отреагировал на отмену его концерта в Италии


Молодежь Подмосковья приглашают принять участие в конкурсе к 295-летию русского полководца Александра Суворова

Кайрат Бермуканов поддержал Петра Яна перед боем в Абу‑Даби

Движение к победе: в России стартует премия «Мы верим твердо в героев спорта»

Летняя школа Русского дома приняла детей из Карабаха


Врач Поляков: Киркоров рискует сойти с ума из-за препарата для похудения

Новая Рига продолжает удерживать статус одного из самых желанных районов

Собянин: еще один беспилотник, летевший к Москве, ликвидирован силами ПВО

VK Fest 2025 побил рекорд по числу артистов и вошёл в Книгу рекордов России


Зарядки для электромобилей «Энергия Москвы» станут платными

Сильный ливень заблокировал людей в авто в центре Москвы

Москвичей предупредили о задержках наземного транспорта из-за ливня

25 июля пилотажная группа "Звезда" пролетит над пробками на шоссе под Москвой


Путин выразил соболезнования семье председателя Верховного суда Подносовой

Путин отметил победу синхрониста Мальцева на чемпионате мира в Сингапуре.

Министр юстиции поделился информацией о роли адвокатов в специальной военной операции.

Нам есть чем гордиться: каким будет Национальный центр «Россия» на Краснопресненской набережной




После вспышки инфекции на теплоходе «Леонид Красин» начали расследование

Офтальмолог Кирилл Светлаков: секреты здоровых глаз для тех, кто носит контактные линзы

Уже не крепкий орешек: как Брюс Уиллис живет с неизлечимой болезнью

Собянин: создание 5 центров женского здоровья завершат в этом году


В центре Киева митингуют против реформ Зеленского

«СТРАНА.ua»: Зеленский раскритиковал ЕС за непредоставление обещанной помощи


Кайрат Бермуканов поддержал Петра Яна перед боем в Абу‑Даби

В Москве впервые пройдет фестиваль экстремальных видов спорта

Уже 59 орловчан решили побороться за просветительскую награду «Знание. Премия»

Движение к победе: в России стартует премия «Мы верим твердо в героев спорта»


Лукашенко призвал белорусских нефтяников «не раскачиваться, а бурить и бурить»

Куда Лукашенко хочет пристроить лишних дипломатов

Посланник Трампа рассказал, как «неформально» договаривался с Лукашенко: после нескольких тостов Минск освободил политзаключенных


Собянин рассказал, как город заботится о природе при строительстве метро

Собянин: Продолжаем внедрять новый стандарт заботы о женском здоровье в одном месте

Собянин: Модернизация двух корпусов ГКБ имени Вересаева завершится в этом году

Более 800 спортивных площадок обновят и обустроят в Москве — Сергей Собянин


Россияне рассказали, по каким критериям выбирают квартиру для покупки в 2025 году

Фестиваль «Сады и цветы»: как Москву превращают в городской оазис

Экономист оценил экологический и финансовый ущерб от пластиковых пакетов

Уже 59 орловчан решили побороться за просветительскую награду «Знание. Премия»


Премию за вклад в развитие донорства костного мозга учредил РДКМ

Таганрожцы стали победителями чемпионата России по гребле на байдарках и каноэ

Акция «Каникулы с Росгвардией» продолжается в Чеченской Республике

У Госдумы задержаны выступающие против закона о поиске экстремистской информации


В Башкирии ревнивец ранил жену шампуром и сдался полиции

Центр подготовки личного состава Северо-Западного округа Росгвардии пополнили призывники

Республика Алтай вошла в десятку регионов России по развитию ипотеки

Девочка упала при посадке на теплоход в порту Архангельска


В Симферополе на базе «Клинического госпиталя для ветеранов войн» функционирует гериатрический центр для пожилых людей с возрастными нарушениями

Поезда в Крым и из Крыма следуют с задержками до пяти часов

Актуальная информация о задержке поездов в Крым и обратно

Поезда "Таврия" по-прежнему задерживаются из-за ЧП в Ростовской области


Мария Шувалова. В столице Татарстана чествовали балетную диву за блистательную «Анюту»

Atelier PM представил тиару "Цветы"

Акция «Каникулы с Росгвардией» продолжается в Чеченской Республике

Лицемерная политика многовекторности. "Улыбается всем": Эрдоган в обход Москвы готов дружить с Баку














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *