Новый метод электронной микроскопии сохраняет клеточные мембраны
Мембранные белки играют важную роль во многих биологических процессах. Исследования показывают, что они являются мишенью для более 50% всех современных лекарств. Однако определение их структуры долгое время было сложной задачей, так как существующие методы часто повреждают клеточную мембрану.
Исследователи из Университета Пердью создали метод электронной микроскопии "cryoAPEX", который точно отслеживает мембранные белки в хорошо сохранившейся клетке. Новый метод является гибридом двух распространённых методов в клеточной биологии: высокого давления замораживания и химической фиксации.
"Мы взяли лучшие черты каждой техники и подобрали условия, чтобы найти золотую середину, где можно окрасить белок, сохранив при этом мембрану", — сказала Сима Матту, доцент биологических наук в Пердью. "Мы также смогли использовать эту информацию для создания 3D-изображения белка в контексте клетки".
- Химическая фиксация использует антитела для обнаружения белков, но для этого клетки необходимо "фиксировать" спиртом. Спирт разрушает мембрану, создавая в ней отверстия, через которые "утекает" сигнал, что приводит к ошибочным результатам.
- Высокое давление замораживания, напротив, идеально сохраняет всю клетку, но этот метод несовместим с техниками окрашивания, поэтому невозможно определить местоположение нужного белка.
Возможность отслеживать эти белки в процессе их работы позволит исследователям понять механизмы клеточной сигнализации, регулирующие функцию белков.
"Вирусологи, например, найдут этот метод очень полезным, потому что теперь они смогут отслеживать свои вирусы в контексте конкретного вирусного белка внутри клетки", — отметила Матту.
Исследование Матту сосредоточено на классе ферментов Fic-белков. Версия, присутствующая у людей, — HYPE — является критическим регулятором жизни и смерти клеток в условиях стресса. Её целью при разработке этой методики было увидеть, куда направляется HYPE, попав в эндоплазматический ретикулум.
Результаты, опубликованные в Journal of Cell Science, показывают, что HYPE сильно притягивается к просвету (люмену) ретикулума. Это означает, что HYPE находится под строгим контролем, и если он когда-либо покинет эндоплазматический ретикулум, то, вероятно, только в условиях конкретного заболевания.
"Пытаясь выяснить, как манипулировать HYPE для потенциальной терапии, мы сосредоточим много энергии на изучении эндоплазматического ретикулума", — сказала Матту. "Но более широкое значение этих открытий заключается в самой методике. Мы разработали её так, чтобы её можно было применять к культурам клеток и использовать широкому кругу исследователей".