Исследователи из Университета Брандейса (США) показали, что для связывания и визуализации строго определённых белков внутри живых клеток можно использовать магнитные наночастицы, несущие на себе специфические лиганды.

Кроме того, метод может применяться для идентификации новых селективных лигандов для связи с белками, что позволит глубже понять взаимодействия между фармпрепаратами и белковыми мишенями в пределах клеточного пространства. Наконец, с использованием магнитных наночастиц, обладающих высочайшей специфичностью связывания, появляется возможность контроля над распределением, ориентацией и агрегацией клеточных белков, а отсюда недалеко и до слежения за «судьбой» отдельно взятых клеток.

Рис. 1. Слева — магнитная частица, на поверхности которой легко различить специфический лиганд, образующий связывания со своим белком. Справа — микрофотография образовавшихся флюоресцирующих агломератов (илл. RCS).

Глубокое понимание функций того или иного белка — основа для создания новых методов диагностики и лечения самых разных болезней. Но первой проблемой, с которой сталкиваются исследователи, является определение местонахождения белков, вовлечённых в тот или иной процесс, и только потом дело доходит до установления их функциональности. Ввиду множества самых разнообразных протеинов, содержащихся внутри наших с вами клеток, эта задача кажется почти неподъёмной.

В качестве рационального и общего решения учёные под руководством профессора Бин Сюя предложили использовать разработанные ими комплексы на основе наночастиц, которые можно описать как магнитные док-станции для специфических протеинов.

Исследователи модифицировали поверхность наночастиц оксида железа с помощью глутатионовых лигандов, способных селективно связываться с определёнными белками. В данном случае «определённым» протеином был зелёный флюоресцентный белок (GFP, протеин, зеленеющий под действием света конкретной длины волны).

В итоге удалось показать, что

единовременно во взаимодействие с магнитными наночастицами (точнее, лигандами на их поверхности) может вступать более одного GFP, образуя целые белковые кластеры с характеристическим флюоресцентным сигналом. Наблюдение за поведением GFP-белков в обществе магнитных наночастиц и внешнего магнитного поля велось с помощью конфокального флюоресцентного микроскопа.

Учёные, не участвовавшие в работе, подчёркивают, что предложенный г-ном Сюем и его командой метод стал важной вехой в своей области, а также может с успехом использоваться не только для «сортировки» протеинов, но и для изучения структурных и функциональных нарушений на молекулярном уровне с применением магнитно-резонансной визуализации.

Подробности новой технологии и примеры её использования приведены в статье, опубликованной в журнале Chemical Science.