Обнаружено необычно большое семейство зелёных флуоресцентных белков у морского организма

Исследователи из Океанографического института Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего и Института биологических исследований Солка обнаружили семейство зелёных флуоресцентных белков (GFP) у примитивного морского животного, а также новые ключи к роли этих белков, не связанной с их знаменитым свечением.

Новые подсказки появились, когда Эрин Бомати, бывший постдокторант Океанографического института Скриппса, Жерар Мэннинг из Института Солка и ведущий учёный Скриппса Дмитрий Дехейн обнаружили самое большое известное семейство GFP. Они нашли 16 родственных типов GFP у ланцетника — тонкого, не светящегося, похожего на рыбу животного, обитающего в прибрежных зонах и проводящего большую часть времени, зарывшись в морской песок. Открытие, описанное в журнале BioMed Central (BMC) Evolutionary Biology, было сделано у вида Branchiostoma floridae, собранного у побережья Тампы, Флорида.

Ланцетник — ближайший живой беспозвоночный родственник позвоночных и гораздо более эволюционно развитый, чем медуза, в которой был сделан первоначальный прорыв в изучении GFP. В статье исследователи показывают, что 16 вновь обнаруженных GFP обладают разными характеристиками светоизлучения: одни ярко флуоресцируют, другие — слабо или совсем не светятся.

"Несмотря на огромную базу знаний о биохимии GFP, мало что известно об их биологических функциях, и наши результаты ясно указывают, что она не всегда связана с флуоресценцией", — сказал Дехейн.

Используя ряд генетических анализов и методов, включая секвенирование и клонирование, исследователи обнаружили, что некоторые GFP, особенно с низкой флуоресцентной способностью, могут выполнять защитную функцию в дикой природе, действуя как антиоксидант, защищая животное в периоды болезни или стресса. Это первое свидетельство использования этих белков в роли, отличной от флуоресцентного свечения, внутри одного организма.

"Изначально GFP могли быть отобраны за их способность поглощать или переизлучать свет, но здесь мы показываем, что некоторые GFP также могут действовать как антиоксиданты", — сказал Дехейн. "Это первый раз, когда мы определили различные функции у сосуществующих GFP".

Дехейн заявил, что GFP, по-видимому, подавляют вредное воздействие так называемых "кислородных радикалов" на организм ланцетника, подобно роли антиоксидантов в организме человека.

По словам Дехейна, новые результаты помогут учёным понять эволюцию этого белка в животном царстве, предоставив биоинженерам и биотехнологам новое окно для сравнения через новое семейство GFP и раскрытый аспект их применения. Диапазон цветов и функций, кодируемых этими GFP, также может помочь расшифровать, какие аспекты их последовательностей ответственны за какие функции, и создать новые формы GFP-зондов.