Учёные из Университета Северной Каролины (США) и Исследовательского центра в Кембридже (Великобритания) создали особые клетки, способные использовать в синтезе протеинов «химический манипулятор». Последний дал исследователям возможность помечать интересующие их протеины (в том числе клетки, в которых проводится маркировка) более эффективно и без нарушения их жизнедеятельности.

Маркировка протеинов — широко применяемый метод, с помощью которого мы можем узнать, как эти важные молекулы влияют на нормальное функционирование клеток. Сейчас протеины маркируются простым связыванием их с флуоресцирующими протеинами, что позволяет использовать микроскопический (флуоресцентный) анализ для отслеживания движения исследуемого протеина внутри клетки. Подход имеет несколько серьёзных недостатков, и не последний из них в том, что используемые флуоресцентные протеиновые метки достаточно массивны для того, чтобы негативно влиять на функциональные особенности изучаемого протеина.

Алекс Дейтерс из Университета Северной Каролины (США) и Джейсон Чин из лаборатории молекулярной биологии при Медицинском исследовательском центре в Кембридже (Великобритания) создали метод, позволяющий привязывать к протеинам флуорофор, белок, экспрессирующийся в клетках млекопитающих. Флуорофор — флуоресцирующая молекула, которая примерно в 20 раз меньше используемых флуоресцирующих протеинов.

Дейтерс и Чин разработали 21-ю аминокислоту и вводили её в специально подготовленные клетки, которые и брали на себя всю работу по встраиванию «дополнительной» аминокислоты в изучаемый протеин. (Наверное, не стоит напоминать, что белки всегда строятся только из 20 природных аминокислот?) Оснащённая «химическим манипулятором» 21-я аминокислота реагировала только со специфически изменённым флуорофором. По словам г-на Дейтерса, реакция между модифицированным клеткой протеином с 21-й аминокислотой и флуорофором протекает экстремально быстро, с высокими выходами и приводит к образованию устойчивого соединения между обоими реагирующими партнёрами.

Работа опубликована в свежем (от 5 февраля) номере журнала Nature Chemistry.

Авторы уверяют, что их метод обеспечивает высокий выход меченого протеина, а сама реакция маркировки (связывания) протекает в 50 раз быстрее любого современного способа. Кроме того, требуется очень небольшое количество «искусственной» аминокислоты, и в результате мы имеем самую быструю и высокоэффективную технологию маркировки протеинов, которая с наименьшей вероятностью влияет на нормальную функцию изучаемых протеинов и клеток.