Индивидуальные рецепторы пойманы в момент взаимодействия

Новая методика визуализации, разработанная учёными Колумбийского университета и Исследовательского госпиталя Сент-Джуд, позволяет снимать «фильмы» о рецепторах на поверхности живых клеток с беспрецедентной детализацией. Это может открыть путь к созданию множества новых лекарств.

Исследователи использовали метод, чтобы приблизиться к отдельным рецепторным белкам на поверхности живых клеток и определить, работают ли рецепторы поодиночке или объединяются в пары. Работа опубликована в апрельском выпуске журнала Nature Methods.

«Если два разных рецептора объединяются, образуя димер с уникальной функцией и фармакологией, это может позволить создать новое поколение лекарств с большей специфичностью и меньшими побочными эффектами», — говорит профессор Джонатан Джавич.

G-белок-сопряжённые рецепторы (GPCR) — одни из важнейших молекул в медицине: около трети современных лекарств действуют, нацеливаясь на GPCR. Возможность того, что GPCR образуют гетеродимеры (состоящие из двух разных типов рецепторов), — особенно захватывающая перспектива для разработки более совершенных препаратов.

Однако десятилетиями учёные жарко спорили, образуют ли большинство GPCR димеры или работают в одиночку. Тупик во многом был вызван относительно низким пространственным разрешением существующих методов. Разные GPCR в клетке фиксировали рядом друг с другом, но было неясно, взаимодействуют ли они.

Используя новую, более мощную методику на основе одно-молекулярного флуоресцентного резонансного переноса энергии (smFRET), исследователи показали, что димеры можно отслеживать по мере их движения на поверхности клетки, а также определять, как долго они существуют. Этот метод использует изменение флуоресценции, которое происходит, когда белки, помеченные разными флуоресцентными маркерами, оказываются чрезвычайно близко друг к другу. Разрешение этого подхода более чем в 10 раз выше, чем у предыдущих техник.

Новый метод включает в себя ряд инноваций в области красителей, технологии мечения, белковой инженерии, визуализации и программного обеспечения, что позволило отслеживать как отдельные, так и связанные рецепторы.

Метод не только обнаруживает димеры GPCR, но и впервые позволяет чётко увидеть, как рецепторы в живой клетке меняют форму при активации. Это даст исследователям лучшее понимание того, как лекарства могут по-разному влиять на одни и те же рецепторы.