Ученые создают новый «светящийся белок», который может улучшить флуоресцентную микроскопию.
В отличие от других зеленых флуоресцентных белков, он миниатюрен, термостабилен (до 68 ° C) и не требует кислорода для излучения света.
Открытие зеленого флуоресцентного белка в 1960-х годах открыло новую эру в клеточной и молекулярной биологии. Это позволило ученым применять методы молекулярного клонирования и контролировать клеточные процессы в живых организмах с помощью оптической микроскопии.
Теперь международная команда биофизиков во главе с Московским физико-техническим институтом разработала новый флуоресцентный белок, который значительно отличается от существующих. Помимо того, что светится при воздействии синего и ультрафиолетового света, он исключительно мал и стабилен при высоких температурах.
Этот новый «светящийся белок» может продвигать флуоресцентную микроскопию, которая часто используется для изображения специфических особенностей крошечных образцов, таких как микробы. Этот метод также используется для визуализации генетического материала в клетке и изучения инфекционных заболеваний, развития органов и многого другого.
Флуоресцентный микроскоп использует источник света гораздо более высокой интенсивности, чем традиционные микроскопы, для возбуждения флуоресцентных частиц в образце. После воздействия лазера определенной длины волны флуоресцентные частицы излучают свет с другой длиной волны.
Это индуцированное «свечение» затем анализируется флуоресцентным микроскопом. Эти флуоресцентные белки присоединяются к другим белкам для наблюдения за поведением клеток.
Методика оказалась настолько ценной, что Нобелевская премия 2014 года по химии была присуждена за радикальное повышение точности флуоресцентной микроскопии. Это принесло оптическую микроскопию в наноразмерность.
Однако флуоресцентные белки, используемые для таких наблюдений, имеют различные недостатки: они довольно громоздки, чувствительны к теплу и светятся только в присутствии кислорода.
Недавно разработанный флуоресцентный белок преодолевает все эти недостатки. Он миниатюрный, термостабильный (до 68 ° C) и не требует кислорода для излучения света.
Исследователи обнаружили этот белок с исключительными свойствами в клетках термофила — организма, который процветает при высоких температурах в диапазоне от 41 до 122 ° C. Затем они генетически сконструировали последовательность ДНК, которая отвечает за воспроизведение флуоресцентного компонента белка. Они исключили другие сегменты, которые могли бы сделать молекулу больше.
Наконец, они добавили ген, который кодирует белки в клетки другой бактерии, превратив его в флуоресцентный белок с уникальными характеристиками.
В целом, этот «светящийся» белок, благодаря своей легкости кристаллизации и неожиданной стабильности, представляется многообещающей моделью для структурных исследований растений, бактерий и грибков со сверхвысоким разрешением. Это может помочь ученым извлечь ценные данные из жизни и смерти клеток.
Новый белок в сочетании с последними достижениями в области конфокальной и широкопольной флуоресцентной микроскопии может оказать неоценимую помощь в нескольких тысячах экспериментов по визуализации живых клеток.
