Умная биомолекулярная метка позволяет идентифицировать иммунные клетки

Биомолекулы регулируют биологические функции внутри каждой живой клетки. Понимание их молекулярных механизмов позволяет обнаруживать серьёзные дисфункции, ведущие к заболеваниям. На молекулярном уровне это можно сделать с помощью флуоресцентных меток, специфично встраиваемых в биомолекулы. Ранее для этого требовалось полностью перестраивать молекулу с нуля, что было многоэтапным процессом.

Такой подход не только требует много времени и ресурсов, но и производит нежелательные побочные продукты. Исследователи из Университетов Гёттингена и Эдинбурга показали, что нетоксичный комплекс обычного металла марганца позволяет удобно метить особый класс биомолекул — пептиды — на самом последнем этапе их синтеза. Это даёт возможность эффективно изучать механизм действия этих меченых пептидов. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Группа разработала селективное мечение пептидов и природных биологических продуктов на поздней стадии синтеза путём активации связей углерод-водород в остатках триптофана. Эта экспериментально простая стратегия позволяет эффективно получать новые флуоресцентные пептиды, высокочувствительные к своей биологической среде. Это позволило команде создать высокочувствительный «ротор», способный показывать изменения в составе мембран иммунных клеток. Его флуоресценция зависит от вязкости клеточной мембраны. Исследователи наблюдали яркую флуоресценцию в присутствии холестерина в мембране. Таким образом, ротор можно использовать для скрининга определённых молекул в клетках, важных для работы адаптивной иммунной системы в борьбе с инфекциями и раком.

«Проект демонстрирует силу объединения химических, биологических и медицинских исследований, что позволяет напрямую наблюдать специфичные для клеток события», — говорит руководитель проекта профессор Лутц Аккерманн из Гёттингенского университета. «Кроме того, успешное сотрудничество обеспечивает немедленное влияние наших открытий не только в области химии, но и в биомедицинских науках. Обмен идеями и опытом между командами позволил совместно подойти к решению реальных проблем».