Monoclonal Line of Cells Co-Expressing Genetically Encoded Sensors of cAMP and Ca2+

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A variety of surface receptors and intracellular signaling systems are involved in cell-to-cell communication and paracrine/autocrine regulation of cellular functions. Being most numerous, the family of G-protein coupled receptors (GPCRs) is involved in the regulation of almost all physiological processes due to coupling to multiple and diverse intracellular signaling cascades. Among them, the ubiquitous players are the adenylate cyclase cascade, which controls the intracellular cAMP level, and the phosphoinositide cascade, which determines many aspects of intracellular Ca2+ signaling. Certain facts suggest that the adenylate cyclase and phosphoinositide cascades can be cross regulated. It therefore can be expected that agonists of adenylate cyclase-coupled GPCR receptors also might affect intracellular Ca2+, and in turn, Ca2+-mobilizing ligands might initiate a change in the cAMP level. Thus, simultaneous monitoring of cAMP and Ca2+ in the cell cytosol appears to be rational, as it can significantly refine the understanding of signaling processes initiated by agonists. The on-line monitoring of intracellular cAMP is currently possible only with the use of genetically encoded sensors; such sensors have also been developed for the analysis of intracellular Ca2+ signals. Here we generated a monoclonal line HEK-293 co-expressing molecular fluorescent sensors for cAMP (Pink Flamindo) and Ca2+ (GEM-GECO1). Physiological tests showed that this cell line provides the possibility of simultaneous monitoring of cAMP and Ca2+ with sufficient sensitivity. Such a tool can increase the efficacy of studying agonist-induced intracellular processes and, in particular, the analysis of crosstalk between the cAMP and Ca2+ signaling systems.

About the authors

P. D. Kotova

Institute of Cell Biophysics, Russian Academy of Sciences, FRC PSCBR RAS

Author for correspondence.
Email: p.d.kotova@gmail.com
Russia, 142290, Moscow oblast, Pushchino

O. A. Rogachevskaja

Institute of Cell Biophysics, Russian Academy of Sciences, FRC PSCBR RAS

Email: p.d.kotova@gmail.com
Russia, 142290, Moscow oblast, Pushchino

S. S. Kolesnikov

Institute of Cell Biophysics, Russian Academy of Sciences, FRC PSCBR RAS

Email: p.d.kotova@gmail.com
Russia, 142290, Moscow oblast, Pushchino

References

  1. Arige V., Yule D.I. 2022. Spatial and temporal crosstalk between the cAMP and Ca2+ signaling systems. Biochim. Biophys. Acta, Mol. Cell Res. 1869 (9), 119293.
  2. Hofer A.M. 2012. Interactions between calcium and cAMP signaling. Curr. Med. Chem. 19 (34), 5768–5773.
  3. Massengill C.I., Day-Cooney J., Mao T., Zhong H. 2021. Genetically encoded sensors towards imaging cAMP and PKA activity in vivo. J. Neurosci. Methods. 362, 109298.
  4. Harada K., Ito M., Wang X., Tanaka M., Wongso D., Konno A., Hirai H., Hirase H., Tsuboi T., Kitaguchi T. 2017. Red fluorescent protein-based cAMP indicator applicable to optogenetics and in vivo imaging. Sci. Rep. 7 (1), 7351.
  5. Zhao Y., Araki S., Wu J., Teramoto T., Chang Y.F., Nakano M., Abdelfattah A.S., Fujiwara M., Ishihara T., Nagai T., Campbell R.E. 2011. An expanded palette of genetically encoded Ca2+ indicators. Science. 333 (6051), 1888–1891.
  6. Atwood B.K., Lopez J., Wager-Miller J., Mackie K., Straiker A. 2011. Expression of G protein-coupled receptors and related proteins in HEK293, AtT20, BV2, and N18 cell lines as revealed by microarray analysis. BMC Genomics. 12, 14.
  7. Zink-Lorenz A., Komitowska J., Raue F. 1996. Norepinephrine induced calcitonin secretion in rat medullary thyroid carcinoma 6-23 cells: Interaction between intracellular calcium and cAMP. Exp. Clin. Endocrinol. Diabetes. 104 (1), 43–49.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (1MB)

Copyright (c) 2023 The Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».