日本京都大學(xué)科學(xué)家最近將綠色熒光蛋白和沙門氏菌體內(nèi)感受熱量的一種蛋白融合在一起，制造出一種能檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)部不同細(xì)胞器溫度波動(dòng)的基因編碼“溫度計(jì)”,并將細(xì)胞器溫度變化與細(xì)胞內(nèi)部功能聯(lián)系在一起，有助于人們進(jìn)一步理解細(xì)胞行為。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《自然-方法學(xué)》雜志上。

    制做這種新型“溫度計(jì)”的關(guān)鍵，是一種已知的名為TlpA的蛋白，這種蛋白由沙門氏菌制造，其正常作用是作為一種自動(dòng)調(diào)節(jié)抑制器，感知溫度以控制轉(zhuǎn)錄，能在37℃左右進(jìn)行迅速可逆的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄。研究人員把綠色熒光蛋白（GFP）的熒光片段與TlpA融合，使GFP的熒光光譜隨溫度變化，最后再把融合蛋白加入到能瞄準(zhǔn)線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或細(xì)胞質(zhì)膜蛋白的序列中。

    這種以蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的新型熱傳感器還能通過基因編碼，直接瞄準(zhǔn)不同的細(xì)胞器，比如線粒體，同時(shí)測(cè)量膜蛋白和產(chǎn)生的能量，并在溫度變化與細(xì)胞器的內(nèi)部功能之間建立聯(lián)系。在本實(shí)驗(yàn)中，研究人員能探測(cè)到褐脂肪線粒體的生熱作用，并把溫度與線粒體膜蛋白、三磷酸腺苷（ATP）生產(chǎn)聯(lián)系在一起。

    利用這種序列，他們能同時(shí)繪制出“感溫”GFP隨線粒體膜蛋白電壓指示器JC-1的染色圖。他們發(fā)現(xiàn)，在溫度高的地方，電壓也相應(yīng)較高。他們還用另一種基因編碼傳感器（ATeam26）結(jié)合熒光共振成像（FRET）檢測(cè)ATP,再次證實(shí)了這種相關(guān)性。ATP主要是在氧化磷酸化過程中由一種電化學(xué)泵產(chǎn)生的，反映了線粒體的質(zhì)子變化曲線，與JC-1所指示的類似。

    研究人員指出，這一技術(shù)充分發(fā)揮作用的最佳地方是腦細(xì)胞。它能更好地處理溫度變化，不僅在軸突的內(nèi)外，而且能在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)部。膠質(zhì)細(xì)胞包裹著髓磷脂，所以攜帶了脈沖能量的很大一部分，有助于人們更好地理解神經(jīng)信號(hào)的傳輸。但這還有爭(zhēng)議，脈沖神經(jīng)元熱動(dòng)力學(xué)主要還是由實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)，而并非不太精確的外在溫度傳感器。