细胞钙振荡原位实时监测新方法研究及其生物学应用

钙振荡是细胞信使钙离子在胞内动员的特殊和固有运动形式。它的频率编码特征与各种细胞生物学效应息息相关。实时原位地监测活细胞生命活动中胞内钙振荡信息，掌握它的规律，对于解释生命现象的奥妙，调控许多生理活动过程，都具有十分重大的科学意义，也是目前尚未解决的前沿难题。本课题拟设计合成具备双光子激发特征的新型钙离子荧光探针，用近红外光激发细胞样品，获得更高的介质穿透性，避免活细胞的损伤，克服细胞本底荧光的干扰；将此新型探针与生物时空振荡的理论和技术相结合构建连续跟踪钙振荡信息的荧光检测新系统，突破传统钙振荡研究方法，解决其难以对活细胞进行连续、无损，实时、原位检测的问题。将此方法应用于水平基因转移的分子水平机制研究，用非线性、非平衡的动态学寻求胞内钙振荡频率的编码特征（分子水平），与水平基因转移效率（细胞水平）之间的联系和规律。以期得到多学科（非线性动态学，分析化学，细胞生物学）综合研究新成果。