«ПЕРВЫЙ СРЕДИ РАВНЫХ...»
Нормативные документы
Противодействие коррупции
Поступающим
Студентам
Выпускникам
Проект 5-100
Аккредитация специалистов
Новые невидимые белки просветили организм насквозь 14.05.2009

Новые невидимые белки просветили организм насквозь

Флуоресцирующие белки используют уже более четверти века, но изучение популярных биологических меток продолжается. Совсем недавно был сделан ещё один шаг к созданию более эффективных протеинов, которые могут "просветить" даже сквозь тело небольшого животного. 

Известный всем биологам (и не только) зелёный флуоресцирующий белок (GFP) выделили из тканей медузы в 1962 году. Позже за это открытие учёным была вручена Нобелевская премия. Недавно российские генетики выяснили, зачем флуоресцирующий белок нужен в природе. 

Однако наиболее важной функцией для науки по-прежнему остаётся возможность применения яркой метки для отслеживания различных биологических процессов, например экспрессии генов

Ранее у учёных не было возможности заглянуть слишком глубоко в тело подопытных животных, так как видимый свет плохо проникает сквозь ткани, не давая рассмотреть работу "внутренних" клеток. 

Для сравнения показано изображение печени, "подсвеченной" зелёным (внизу) и инфракрасным (вверху) флуоресцентным белком (фото Shu et al.).

Для сравнения показано изображение печени, "подсвеченной" зелёным (внизу) и инфракрасным (вверху) флуоресцентным белком (фото Shu et al.).

Теперь же группе биологов под руководством Роджера Цзяня (Roger Tsien) из университета Калифорнии в Сан-Диего (UCSD) удалось заставить зелёный белок светиться в инфракрасном диапазоне. 

Для этого они изменили белок, который был выделен из бактерии Deinococcus radiodurans. Учёным было известно, что этот фитохром поглощает в дальней красной области спектра, а полученная энергия используется для передачи "сигналов включения" определённым генам. 

Биологи решили направить её в новое русло. Они "отрезали" часть генетического кода белка и получили инфракрасный флуоресцирующий белок (infrared-fluorescent protein — IFP). Правда, светил он слабо. Чтобы усилить излучение, биологи подвергли белок принудительной мутации и отобрали наиболее перспективные образцы. Результат не заставил себя долго ждать, и вскоре была получена в четыре раза большая яркость. 

Для того чтобы продемонстрировать возможности IFP, учёные создали аденовирус, который внедрял ген нового белка в клетки живого организма. В качестве подопытного органа была выбрана печень мыши. Биологи ввели вирус в вены хвоста и через пять дней получили инфракрасное свечение. 

 

 

Изображение печени подопытной мыши, полученное с помощью метода флуоресцентной молекулярной томографии (fluorescence molecular tomography). Справа: положение "светящегося" органа в трёхмерном пространстве (фото Shu et al.).

Изображение печени подопытной мыши, полученное с помощью метода флуоресцентной молекулярной томографии (fluorescence molecular tomography). Справа: положение "светящегося" органа в трёхмерном пространстве (фото Shu et al.).

Какой толк от невидимого для глаза излучения? Большой, пишут учёные. Инфракрасному излучению гораздо проще проникнуть сквозь ткани (а уж чем его детектировать – найдётся). 

Это означает, что новая технология (которая, впрочем, всё ещё требует доработки) позволит отслеживать движение отдельных молекул в теле подопытных животных, а это поможет понять, как распространяются инфекции и опухоли, как работают нейроны в мозге. 

Как уже было сказано, полученный результат можно улучшить, особенно если удастся "сдвинуть" свечение глубже в инфракрасную область. Цзянь считает, что это возможно, так как на данный момент известно около полутора тысяч различных белков бактерий, которые могли бы дать похожий результат. 

У технологии явно большое будущее, но человеку пока ничего подобного "вживлять" не будут, заявляет Цзянь. Слишком уж высока вероятность последующих мутаций. Да и толщину тканей человека не сравнить с туловищем мелких животных. Для нынешнего белка человек всё ещё непреодолимое препятствие. 

Статья авторов опубликована в журнале Science, а подробнее о новой разработке можно узнать из вот этого описания.

Источник: Science  


Исходная статья: MEMBRANA