Отслеживание белков в сердце клеток
Химики и биохимики из Женевского университета (UNIGE) открыли флуоресцентный химический краситель, который впервые позволил отследить транспортную активность конкретного моторного белка внутри клетки. Результаты опубликованы в Nature Communications.
Неожиданное открытие
Исследование началось с неудачного эксперимента по разработке молекулы для визуализации уровня клеточного стресса. Молекула не сработала, но образовала кристаллы. Учёные выдвинули три гипотезы их происхождения:
- Полимеризация микротрубочек — «дорожной сети» клетки.
- Реакция в аппарате Гольджи — центре созревания и перераспределения липидов и белков.
- Действие кинезинов — моторных белков, транспортирующих грузы по микротрубочкам.
Экспериментальная проверка
Команда UNIGE совместно с Национальным институтом здоровья (NIH) в Бетесде (США) провела серию экспериментов. Они реконструировали очищенные микротрубочки (процесс занимает 14 часов) и выделили кинезины из бактерий. Учёные смешали около 20 различных растворов с молекулой QPD, которая всегда присутствовала в кристаллах, чтобы выяснить необходимое условие для их образования.
Результат: следы кинезина
Эксперименты показали, что кристаллы образуются из-за активности одного из 45 типов кинезинов в клетке. С каждым маленьким шагом этого кинезина по микротрубочке он использует энергию, что оставляет след, идентифицируемый молекулой QPD. Именно это распознавание приводит к образованию кристаллов. Таким образом, кристаллы химически маркируют путь, пройденный кинезином.
Значение открытия
До сих пор не было возможности отследить конкретный белок. Существующие техники не позволяли отделить индивидуальные кинезины и увидеть их точный маршрут. Новый химический флуоресцентный краситель позволяет детально наблюдать, как ведёт себя белок, какой путь выбирает, его направление и предпочтительные траектории. Впервые учёные могут визуализировать «дорожку» моторных белков и изучать фундаментальные вопросы транспортной активности и распределения грузов в клетках.