Вчені виявили вплив червоного світла на флуоресцентний білок - Хімія 2021
Наука в. Pitch Black [# 35] (лютий 2021).
Дослідники розробили новий метод зміни флуоресцентного білка Дендра2 з зеленої форми на червону. Це явище не впливає на досліджувані клітини і може бути використано для широкого кола досліджень. Результати дослідження були опубліковані в Chemical Communications.
Дендра2 - це фотоактивований флуоресцентний білок, розроблений 10 років тому дослідниками з М. М. Шемякіна та Ю.А. Інститут біоорганічної хімії імені Овчіннікова РАН на основі білка дендри конкретного виду коралів, Dendronephthya sp. восьмикоралі. Ці білки здатні зазнати значних змін у своїх флуоресцентних властивостях при опроміненні певною кількістю світла певної довжини хвилі. На сьогоднішній день вони є одними з найпопулярніших інструментів для моніторингу та відстеження білків, клітин і тканин і особливо придатні для флуоресцентної мікроскопії з надвисокою роздільною здатністю.
Дослідження механізмів, за допомогою яких цей білок активується світлом, зокрема зміна від зеленого до червоного під фіолетовим або синім світлом, вже давно вважаються вичерпними. Однак рік тому вчені виявили, що слабка фотоактивація білка під синім світлом може бути неодноразово посилена одночасним ближньо-інфрачервоним опроміненням лазером (700-780 нм). Це робить використання фіолетового світла непотрібним, що може завдати шкоди живій тканині. Однак сам процес передбачає використання дорогих інфрачервоних лазерів.
У новому дослідженні дослідники з Інституту біоорганічної хімії Російської академії наук та Нижегородської медичної академії виявили, що навіть джерела світла зі значно меншою довжиною хвилі в червоній зоні видимого спектра здатні викликати той самий ефект.
"Під час дослідження ми змогли продемонструвати значне підвищення ефективності фотоактивації, коли живі клітини одночасно опромінюються синім і червоним світлом під флуоресцентною мікроскопією з надвисокою роздільною здатністю", - зазначає Олександр Мішин, один з дослідників з ІБЧ РАН Біофотоніка Лабораторія. "Недорогі червоні лазери, які є невід'ємною частиною багатьох мікроскопів, зробили новий спосіб фотоактивації доступним для більшості дослідників".
Дані, отримані в результаті цього спільного дослідження, представляють особливий інтерес для розуміння механізму самої фотоактивації. Як зазначали вчені, цей процес все ще переповнений невідомими, і навіть природа незвичайного проміжного стану флуоресцентного білка, який поглинає світло в широкому спектральному діапазоні, залишається загадкою сьогодні.
Сучасна наука реалізувала кілька способів використання світла для активації цих білків. Найпоширенішим методом є перетворення їх із зеленого флуоресцентного стану в червоний флуоресцентний. Перший з цих білків був описаний японськими вченими в 2003 році, які успішно виділили його з мадрепоре. Вони назвали його Kaede, що означає «кленовий лист». Однак це не єдиний білок, здатний таким чином змінити свої флуоресцентні властивості.