Биофизики из Московского физико-технического института объединили свои усилия с коллегами из Франции и Германии для создания нового флуоресцентного белка, пишет eurekalert.org со ссылкой на Photochemical & Photobiological Sciences.

Помимо свечения при облучении ультрафиолетовым и синим светом, белок чрезвычайно мал и стабилен при высоких температурах. Авторы статьи считают, что белок обладает перспективой для флуоресцентной микроскопии. Этот метод используется, среди прочего, в исследованиях рака, инфекционных заболеваний и развития органов.

Флуоресцентная микроскопия – это метод исследования живой ткани, основанный на индуцированной люминесценции. После воздействия лазерного излучения на определенной длине волны некоторые белки излучают свет на другой длине волны. Это индуцированное «свечение» можно проанализировать с помощью специального микроскопа. Исследователи добавляют такие флуоресцентные белки к другим белкам с помощью генной инженерии, чтобы сделать последние видимыми для микроскопа и наблюдать за их поведением в клетках.

Флуоресцентная микроскопия оказалась настолько научной, что за ее открытие была присуждена одна Нобелевская премия, а за радикальное повышение точности метода – другая.

До сих пор флуоресцентные белки, используемые для таких наблюдений, имели несколько недостатков. Они были уязвимы для жары, довольно громоздки и светились только в присутствии кислорода.

«Во-первых, наш белок более термостабилен, чем его аналоги: он денатурирует только при 68 градусах Цельсия, – говорит ведущий автор статьи Вера Назаренко из Лаборатории структурного анализа и конструирования мембранных систем МФТИ. – Кроме того, он миниатюрный, в то время как большинство используемых в настоящее время флуоресцентных белков довольно громоздкие. Также он может излучать свет в отсутствие кислорода».

Команда первоначально определила белок с этими замечательными свойствами в клетках термофильной бактерии, то есть той, которая живет в высокотемпературных средах, таких как горячие источники. Затем исследователи генетически сконструировали последовательность ДНК, которая воспроизводила флуоресцентный сегмент белка, но не другие части, что увеличило бы молекулу. Внедрив ген, который кодирует белок, в клетки другой бактерии – кишечной палочки, команда превратила его в фабрику по производству флуоресцентного белка с уникальными свойствами.

Исследователи, изучающие процессы, происходящие в живых клетках, давно искали белок, сочетающий эти важнейшие свойства. Введя его в клетки, они теперь могут получить важные данные о жизни и смерти клеток. На данный момент флуоресцентная микроскопия рассматривается как один из лучших инструментов для изучения механизма возникновения и развития злокачественных опухолей. Это также полезно для исследования клеточной сигнализации и развития органов.

Белки, ранее использовавшиеся во флуоресцентной микроскопии, были громоздкими и термически нестабильными, что накладывало ограничения на метод. Благодаря команде МФТИ это препятствие было устранено.