Ученые из МФТИ совместно с французскими и немецкими коллегами сконструировали новый флуоресцентный белок малого размера, который обладает высокой термостабильностью и нетребователен к кислороду. Результаты работы опубликованы в журнале Photochemical & Photobiological Sciences.

«Наш белок термостабильнее аналогов: он разрушается только при 68 °C. Он обладает крохотными размерами в сравнении с большинством применяемых сейчас громоздких флуоресцентных белков и может светиться в бескислородных условиях», — рассказала одна из авторов работы, научный сотрудник лаборатории структурного анализа и инжиниринга мембранных систем МФТИ Вера Назаренко.

Флуоресцентные белки обладают способностью под действием внешнего (обычно лазерного) излучения испускать свет, который можно обнаружить с помощью микроскопа. Подсаживая флуоресцентные белки в клетку или «пришивая» миниатюрную молекулу к другим белкам, ученые получают возможность наблюдать, как эти белки живут, развиваются и взаимодействуют друг с другом. Флуоресцентная микроскопия — один из лучших инструментов изучения механизмов возникновения и развития злокачественных опухолей. Но те флуоресцентные белки, которые до сих пор применялись для изучения внутриклеточной жизни, обладали некоторыми важными недостатками: неустойчивостью к температурам, громоздкостью и потребностью в кислороде для работы.

Белок, принадлежащий к семейству так называемых LOV-доменов (light oxygen voltage), исследователи обнаружили в клетках бактерии горячих источнков Chloroflexus aggregans. С помощью методов генной инженерии ученые отрезали от белка все лишнее и оставили только флуоресцирующий фрагмент, а последовательность ДНК, кодирующую «обрезанный» белок, подсадили в клетки кишечной палочки Escherichia coli, которая представляет собой частый объект биотехнологии для синтеза нужных белков. Так исследователи наладили производство нового белка клетками бактерий.

Термостабильность, компактность и анаэробность — именно этих свойств давно ждали исследователи процессов в живых клетках.

«Например, выращивают in vitro определенный вид раковой ткани, снабжают ее клеточные белки флуоресцентными метками и подсаживают лабораторным мышам. После этого биохимические процессы, происходящие в клетках опухоли на молекулярном уровне, становятся открытой книгой, и в микроскоп можно увидеть мельчайшие подробности», — поясняет Вера Назаренко.