Светочувствительные белки и суперразрешение показывают движущиеся белковые комплексы

Клетки постоянно движутся — во время эмбриогенеза, регенерации тканей, хемотаксиса. Даже при метастазировании опухолей. Для этого им необходимо постоянно реорганизовывать цитоскелет, удаляя части микротрубочек с одного конца и добавляя их к растущему концу, подобно железной дороге с ограниченным запасом путей. Семейство белков EB помогает регулировать этот процесс и служит каркасом для других белков, участвующих в росте микротрубочек.

Однако то, как эти белки EB функционируют в пространстве и времени, оставалось загадкой. Теперь Пэн Ся и Сюэбяо Яо из Национальной лаборатории физических наук наномасштаба в Хэфэе и их коллеги описывают в выпуске Molecular Biology of the Cell (MBoC) от 11 декабря, как им удалось визуализировать взаимодействия белков с нанометровым разрешением в живых клетках. Новый метод использует фотоактивируемые комплементарные флуоресцентные белки (PACF) для наблюдения и количественной оценки белок-белковых взаимодействий в живых клетках на уровне отдельных молекул.

С помощью сложной биохимии в сочетании с методами микроскопии сверхвысокого разрешения, подобными тем, за которые вручили Нобелевскую премию по химии в этом году, Яо и Ся ввели в клетки два белка EB: один с половиной фотоактивируемого зелёного флуоресцентного белка (PAGFP), а другой — со второй половиной PAGFP. Эти комплементарные фрагменты PAGFP будут флуоресцировать только если белки EB находятся в комплексе друг с другом и активированы светом. Их также можно «выключить» светом другой длины волны. Активируя и затем обесцвечивая подмножества молекул EB, исследователи смогли собрать изображения белковых комплексов со сверхразрешением.

Яо и Ся утверждают, что их техника уже выявила удивительно критическую роль ранее не охарактеризованной линкерной области белка EB1 в отслеживании плюс-концов микротрубочек в живых клетках. Метод позволил точно локализовать динамичные димеры белка EB1 — ключевого белка на концах микротрубочек — и показал их различное распределение в переднем крае и теле мигрирующих клеток. Эта техника может быть применена для изучения других белковых комплексов с беспрецедентной детализацией.