遺伝的にエンコードされ、モジュラー細胞内オルガネラプローブ（GEM-SCOPE）は、PRKNノックアウトによって駆動されるリソソームおよびミトコンドリア機能障害を明らかにします

リソソームおよびミトコンドリア機能障害を含む細胞プロセスは、多くの疾患の発症に関係しています。ミトコンドリアとリソソスルの定量的視覚化は、これらのオルガネラが疾患中にどのように調節不全になっているかを理解するために重要です。ライブイメージングツールのギャップに対処するために、特定のオルガネラのローカリゼーション、分布、離職、および酸化ストレスを通知するように設計された蛍光マーカーのモジュラーツールボックスである、GEMスコープ（遺伝的にエンコードされたモジュール式小細胞のオルガネラプローブ）を開発しました。パーキンソン病のヒト多能性幹細胞Prknotモデルからの分化した星状細胞およびニューロンのgem-scopeを発現し、増殖、リソソーム分布、ミトコンドリア輸送と離職、および反応性酸素種の疾患関連の変化を特定しました。GEM-Scopeは、ヒト細胞のパーキンソン病の根底にある細胞内メカニズムに関する批判的な洞察を提供する強力なパネルであることを示しています。GEMスコープは、疾患の発症と進行を促進するメカニズムの理解を集めるために、細胞モデルの多様性に拡張して適用できます。

Cellular processes including lysosomal and mitochondrial dysfunction are implicated in the development of many diseases. Quantitative visualization of mitochondria and lysosoesl is crucial to understand how these organelles are dysregulated during disease. To address a gap in live-imaging tools, we developed GEM-SCOPe (Genetically Encoded and Modular SubCellular Organelle Probes), a modular toolbox of fluorescent markers designed to inform on localization, distribution, turnover, and oxidative stress of specific organelles. We expressed GEM-SCOPe in differentiated astrocytes and neurons from a human pluripotent stem cell PRKN- knockout model of Parkinson's disease and identified disease-associated changes in proliferation, lysosomal distribution, mitochondrial transport and turnover, and reactive oxygen species. We demonstrate GEM-SCOPe is a powerful panel that provide critical insight into the subcellular mechanisms underlying Parkinson's disease in human cells. GEM-SCOPe can be expanded upon and applied to a diversity of cellular models to glean an understanding of the mechanisms that promote disease onset and progression.