Ca2indikaattoreita

Ca2indikaattoreita ovat kemiallisia tai biologisesti tuotettuja molekyylejä, jotka fluoresoivat tai muuttavat fluoresenssiään sitoutuessaan kalciumioniin Ca2+. Näiden indikaattoreiden avulla voidaan seurata solujen sisäistä Ca2+-konsentraatiota ja Ca2+-signaalien dynamiikkaa sekä hermosoluissa että muissa Ca2+-riippuvaisissa prosesseissa. Indikaattorit voidaan jakaa kahteen pääryhmään: pienmolekyylisiin kemiallisiin fluoroforeihin ja geenitekniikalla tuotettuihin (genetically encoded, GECI) indikaattoreihin.

Kemialliset indikaattorit kuten Fura-2, Fluo-4 ja niiden AM-esterit sekä useat Oregon Green - ja Calcium Green -tyypit sitoutuvat Ca2+ ja muuttavat fluoresenssivärähtelyään. Fura-2 on ratiometrinen indikaattori, jossa Ca2+-tilan mittaus perustuu kahden eri valon aallonpituuden aiheuttaman fluoresenssin suhdelukuun, mikä parantaa mittausten tarkkuutta. Fluo-4 ja vastaavat ovat kirkkaasti fluoresoivia yksivärisiä indikaattoreita, joita käytetään yleisesti suhteellisten Ca2+-muutosten havaitsemiseen.

Geenitekniikalla tuotetut indikaattorit (GECI) kuten GCaMP-sarjat (esim. GCaMP6, GCaMP7) sekä FRET-pohjaiset cameleon-tyypit mahdollistavat indikaattorin ilmentymän suoraan koe-eläin- tai solukudoksessa. GCaMP-indikaattorit ovat GFP-pohjaisia ja muuttavat fluoresenssia Ca2+-sitoutumisen myötä, kun taas cameleon käyttää FRET-efektiä kahden fluoroforin välillä. Uudemmat punaväriä spektriä hyödyntävät indikaattorit kuten jRGECO ja jRCaMP laajentavat käyttömahdollisuuksia in vivo tutkimuksissa.

Valinta riippuu kokeesta: tarvittava herkkyys ja kinetiikka, käytettävä kuvantamismenetelmä sekä haluttu spektri. Ratiometristen indikaattorien etu on kalibrointirobustius, mutta ne voivat olla monimutkaisempia käyttää. Kaikkien indikaattoreiden haittoja ovat mahdollinen Ca2+-buffering, fotobleaching ja pH-herkkyys. Siksi indikaattorin valinta kohdentuu kokeellisiin tavoitteisiin, solutyyppeihin ja käytettyyn laitteistoon.