Lyst og fotostabilt grønt fluorescerende protein afledt af japanske vandmænd

Fluorescensbilleddannelse af biologiske prøver har stor gavn af en RIKEN-opdagelse af et fluorescerende protein afledt af en japansk vandmand, der bevarer sin lysstyrke, selv når den er oplyst af stærkt lys.

Proteiner, der afgiver grønt lys, når de er belyst, er kraftfulde værktøjer til at afbilde fine strukturer i levende celler. Forskere kan knytte sådanne fluorescerende proteiner til målstrukturer, de er interesserede i, som så lyser op, når blåt lys skinner på dem.

Forskere befinder sig dog i en binding - de ønsker at bruge så lidt fluorescerende protein som muligt, så det ikke forstyrrer normale cellulære processer, men det kræver brug af stærk belysning for at opnå billeder af høj kvalitet. Problemet er, at når stærkt lys skinner på et fluorescerende protein, falder dets lysstyrke hurtigt på grund af en proces kendt som fotoblegning. For at komplicere sagerne er der et afvejningsforhold mellem lysstyrke og fotostabilitet:at øge den ene vil næsten uundgåeligt reducere den anden.

Nu har Atsushi Miyawaki fra RIKEN Center for Hjernevidenskab og hans medarbejdere opdaget et fluorescerende protein, der tilsidesætter dette afvejningsforhold:det giver både høj lysstyrke og er omkring ti gange mere fotostabilt end de bedste kommercielle fluorescerende proteiner.

Det fluorescerende protein, der er passende navngivet StayGold, er afledt af et naturligt forekommende fluorescerende protein fundet i Cytaeis uchidae, en lille vandmand fundet ud for Japans kyst.

Der var et element af serendipity i opdagelsen. "Vi bemærkede, at det fluorescerende protein fra vandmændene var fotostabilt, men meget svagt. Og jeg var ikke optimistisk med hensyn til at gøre proteinet lysere og samtidig bevare den fotostabilitet, fordi jeg simpelthen troede på afvejningen," husker Miyawaki. "Men til vores overraskelse var vi i stand til at øge både proteinets fotostabilitet og dets lysstyrke. Så kunne have vores kage og spise den også."

Holdet demonstrerede anvendeligheden af ​​StayGold ved at bruge det til at afbilde det endoplasmatiske retikulum netværk og mitokondrier i celler med forbedret spatiotemporal opløsning og længde af observation. De brugte det også til at afbilde spidsproteinet af SARS-CoV-2, den virus, der forårsager COVID-19, i inficerede celler.

Den intense interesse, som undersøgelsen genererer, afspejles i, at den er blevet tilgået mere end 44.000 gange siden offentliggørelsen i Nature Biotechnology sidst i april. Forskere, der ønsker at prøve proteinet, kan få det fra RIKEN BioResource Research Center.

Da det stadig er uklart, hvorfor StayGold både kan være lyst og forblive lyst under belysning, agter Miyawaki og hans team at undersøge mekanismen bag dette. + Udforsk yderligere

Klart rødt fluorescerende protein skabt