Activity-Based Ratiometric FRET Probe Reveals Oncogene-Driven Changes in Labile Copper Pools Induced by Altered Glutathione Metabolism
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Copper is essential for life, and beyond its well-established ability to serve as a tightly-bound, redox-active active site cofactor for enzyme function, emerging data suggest that cellular copper also exists in labile pools, defined as loosely bound to low molecular weight ligands, which can regulate diverse transition metal signaling processes spanning neural communication and olfaction, lipolysis, rest-activity cycles, and kinase pathways critical for oncogenic signaling. To help decipher this growing biology, we report a first-generation ratiometric fluorescence resonance energy transfer (FRET) copper probe, FCP-1, for activity-based sensing of labile Cu(I) pools in live cells. FCP-1 links fluorescein and rhodamine dyes through a tris[(2-pyridyl)methyl]amine (TPA) bridge. Bioinspired Cu(I)-induced oxidative cleavage decreases FRET between fluorescein donor and rhodamine acceptor. FCP-1 responds to Cu(I) with high metal selectivity and oxidation-state specificity and facilitates ratiometric measurements that minimize potential interferences arising from variations in sample thickness, dye concentration, and light intensity. FCP-1 enables imaging of dynamic changes in labile Cu(I) pools in live cells in response to copper supplementation/depletion, differential expression of the copper importer CTR1, and redox stress induced by manipulating intracellular glutathione levels and GSH/GSSG ratios. FCP-1 imaging reveals a labile Cu(I) deficiency induced by oncogene-driven cellular transformation that promotes fluctuations in glutathione metabolism, where lower GSH/GSSG ratios decrease labile Cu(I) availability without affecting total copper levels. By connecting copper dysregulation and glutathione stress in cancer, this work provides a valuable starting point to study broader crosstalk between metal and redox pathways in health and disease with activity-based probes. Significance Copper is a required metal nutrient for life, yet its altered homeostasis is associated with many diseases. Thus, to develop new methods to help decipher copper biology, we present an activity-based ratiometric FRET probe that exploits a biomimetic, copper(I)-dependent cleavage reaction to enable imaging of loosely-bound, labile copper pools in cells with metal and oxidation state selectivity and a self-calibrating ratiometric response. Application of this technology to cellular models of cancer reveals that oncogene-driven changes in the metabolism of glutathione, a major cellular redox buffer, leads to a labile copper(I) deficiency. This work establishes the relevance of copper dysregulation to cancer metabolism and presages further opportunities for activity-based sensing in studies of metal biology.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».