Найден способ наблюдения динамики белков в реальном времени

В университете Иллинойса (UIUC) разработан метод слежения за взаимодействием белковых молекул внутри живых клеток. Данный инструмент поможет учёным изучать болезни на молекулярном уровне и разрабатывать новые методы борьбы с ними.

Схема происходящего в живой клетке во время съёмки по новому методу. Зелёным цветом изображены фосфоресцирующие белки (иллюстрация Martin Gruebele).

Предложенная химиками технология комбинирует достижения флуоресцентной микроскопии (fluorescence microscopy) и температурного анализа, при котором клетка в течение нескольких миллисекунд подвергается резким перепадам температуры. Название методики – Fast Relaxation Imaging, переводящееся как "быстрое изображение релаксации" или "запечатление релаксации в динамике", – отражает связь двух технологий.

Термическое воздействие, достигаемое с помощью точных лазерных импульсов, нагревает и охлаждает среду в диапазоне 35,6-37,8 °C и заставляет белки очень резко изменять свою структуру и вступать в реакции. В свою очередь, поведение крупных биологических молекул удаётся увидеть благодаря специально "помеченным" фрагментам белков, флуоресцирующим при ультрафиолетовом облучении.

"Это первый уникальный эксперимент, позволяющий нам отслеживать динамику белков в живой клетке. Теперь мы можем наблюдать за быстротой протекания тех или иных биологических процессов в реальном времени", – говорит ведущий автор исследования Мартин Грюбель (Martin Gruebele), на снимке – второй слева (фото L. Brian Stauffer).

Ранее оба метода использовались по отдельности для изучения реакций белков, да и то – только в условиях искусственно созданной среды. На живые же клетки результаты таких опытов просто экстраполировались.

Однако, как теперь ясно, на динамику белков значительно влияют другие внутриклеточные компоненты. Так что данный комбинированный метод впервые позволил оценить вмешательство окружения белковых молекул на их стабильность и скорость сборки (белковую динамику).

Подробнее о результатах исследования можно прочесть в пресс-релизе университета и статье, опубликованной в Nature Methods.