Зеленые флуоресцентные белки (GFP) можно назвать тем прорывом в науке, который дал ученым возможность видеть и контролировать происходящее внутри клетки.
Но светящиеся белки, извлеченные из кораллов и медуз, имеют серьезные ограничения, что не могут помочь ученым смотреть биологические явления в целом, в живых животных.
Свет той длины волны, которая используется для возбуждения GFPS, легко поглощается тканями животных. Это является тем препятствием для исследователей, которое не позволяет всмотреться в объект исследования мимо поверхности организма. Чтобы преодолеть это ограничение, были разработаны флуоресцентные белки, которые поглощают и излучают в ближней инфракрасной области (ближней ИК) света, которые могут проникать через ткани.
Во вторник на 7-й Международном Химическом Конгрессе Обществ Тихоокеанского бассейна, (the 7th International Chemical Congress of Pacific Basin Societies) в Гонолулу, ученые сообщили недавних достижениях клеточной инженерии- разработках ИК-флуоресцентного белка, который может улучшить весь механизм визуализации биологических процессов.
Два цвета: На этом изображении, зеленым цветом отображены ядра человеческой клетки, помеченной BphP1-FP, а красным обозначены клеточные лизосомы.
Новый белок на основе светочувствительного пигмента – фитохрома, который, в частности, содержится в некоторых видах бактерий, давая им возможность распознавать источник света. Новый белок является самым ярким из флуоресцирующих белков, и он излучает световые волны близко к краю инфракрасной части спектра. Эти особенности могут повысить чувствительность и легкость получения экспериментальных изображений, которые отображают несколько биологических процессов сразу.
Владислав Верхуша и Дарья Щербакова из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна работают над созданием искусственных белков, способных поглощать и излучать свет из разных участков «ближнего» ИК спектра. Белки с различными спектральными свойствами позволит ученым пометить более чем один тип клеток, тканей, органов или таким образом они могут видеть их изображение одновременно.
Недавно Верхуша, Щербакова, и коллеги обнаружили, что они могли настроить спектральные свойства белков «путем изменения аминокислотного остатка. Их лучшие успехи на сегодняшний день представляет собой белок, они называют BphP1-FP (Chem Biol. 2015, DOI: 10.1016/j.chembiol.2015.10.007).
Ранее велись разработки аналогичных белков, однако, если в 2009 году был достигнут квантовый выход около 7%, то BphP1-FP уже имеет квантовый выход флуоресценции, меру, которая способствует яркости белка, 13%, что является самым высоким показателем для существующих бактериальных фитохромов.
Исследователи настроены оптимистично, и обещают в скором будущем получить изображение «идеально прозрачной мыши».