Genetically encoded assembly recorder temporally resolves cellular histories in cellulo and in vivo
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Le résumé fourni par la source
Abstract Mapping cellular activity with high spatiotemporal precision in complex tissues is essential for understanding organ physiology, pathology, and regenerative processes. Here, we introduce G ranularly E xpanding M emory for I ntracellular N arrative I ntegration (GEMINI), an in cellulo recording platform that leverages a computationally designed protein assembly as an intracellular memory device to record individual cells’ activity histories. GEMINI grows predictably within live cells with minimal interference to cellular functions, capturing cellular activities as tree-ring-like fluorescent patterns in the expanding scaffolds for imaging-based retrospective readout. Absolute chronological information of activity histories was attainable with hour-level accuracy through the integration of fiducial timestamps. GEMINI effectively resolved differential NFκB-mediated transcriptional changes, distinguishing fast dynamics of 15 minutes, and providing quantifiable signal amplitudes. In a xenograft model, GEMINI recorded inflammation-induced signaling dynamics across tissue with cellular resolution, revealing spatial heterogeneity linked to vascular density. When expressed in the mouse brain, GEMINI exhibited negligible impact on neuronal survival, with animals maintaining normal motor and cognitive behaviors. In physiological contexts, GEMINI successfully resolved both transcriptional changes and activity patterns of neurons in the brain. Together, GEMINI provides a robust and generalizable means for spatiotemporal mapping of cell dynamics underlying physiological and pathological processes in both culture and intact tissues.
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Le contrôle bibliographique ouvert
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- Titre Crossref
- Genetically encoded assembly recorder temporally resolves cellular histories <i>in cellulo</i> and <i>in vivo</i>
- Date Crossref
- 18/07/2025
- Éditeur
- openRxiv
- Type
- posted-content
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Où se fait cette recherche
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Johns Hopkins University Kavli Neuroscience Discovery Institute pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Discovery Institute pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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University of Washington Institute for Protein Design pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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California Institute of Technology Division of Biology and Biological Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Johns Hopkins Medicine pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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Whiting School of Engineering Department of Materials Science and Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Medicine Solomon H. Snyder Department of Neuroscience pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Kavli Neuroscience Discovery Institute — Johns Hopkins University, Discovery Institute et Institute for Protein Design — University of Washington, avec 4 autres affiliations.
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