Apollo-NADP+ in 3D: Investigating In Vivo NADPH/NADP+ Redox Dynamics in Zebrafish Pancreatic β Cells
Notice bibliographique
Résumé
The insulin-secreting β cells of the pancreas show low pentose phosphate pathway (PPP) activity, which is the main source of NADP+ reduction for NADPH generation in many other cell types. NADPH is required for reactive oxygen species scavenging and anabolic metabolism, thus it is unclear how β cells compensate for this limited PPP activity to avoid dysfunction and diabetes pathogenesis. To measure the dynamics of NADPH/NADP+ metabolism, our lab developed Apollo-NADP+, a genetically-encoded anisotropy sensor for NADPH/NADP+ based on NADP+-dependent homo-dimerization of enzymatically inactive glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD). Anisotropy-based sensors provide ratiometric measurements with high spatial-temporal resolution and occupy low consumption of the spectral bandwidth. My goal was to translate the Apollo-NADP+ sensor in vivo to measure live cell dynamics and track endogenous cellular events. We show that two major challenges associated with in vivo translation of anisotropy sensors, light scattering and interactions with endogenous proteins, do not prevent the use of Apollo-NADP+ in vivo. We then generated transgenic zebrafish with β cell expression of Apollo-NADP+ and developed an in vivo assay using microfluidic devices to measure the endogenous β cell NADPH/NADP+ redox dynamics of zebrafish larvae. Using this assay, we show that pyruvate cycling is the main source of NADP+ reduction in β cells, with contributions from folate cycling after acute electrical activation. Finally, we evaluated a variety of image analysis and machine learning tools for segmenting and tracking individual cells in order to identify β cell subpopulations within the larval zebrafish pancreatic islet based on heterogeneity in NADPH/NADP+ redox dynamics. Overall, this thesis demonstrates the feasibility and utility of using anisotropy sensors such as Apollo-NADP+ in vivo, furthers our understanding of β cells redox biology, and makes progress towards automated single-cell image analysis.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 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 ».