Lysshow i levende celler:Ny metode tillader samtidig fluorescerende mærkning af mange proteiner

Forskere har udviklet en ny metode, der giver dem mulighed for samtidig at mærke og spore flere proteiner i levende celler. Teknikken, kaldet multiplex CRISPR-billeddannelse (muCRISPRi), bruger en kombination af CRISPR-Cas9-genredigering og fluorescerende mærkning til at visualisere specifikke proteiner i realtid.

Den nye metode kan give ny indsigt i de komplekse interaktioner mellem proteiner, og hvordan de bidrager til cellulære processer. Det kunne også bruges til at studere virkningerne af lægemidler og andre forbindelser på proteinfunktionen.

"Denne nye metode vil give os mulighed for at se, hvordan proteiner arbejder sammen i levende celler på en måde, som aldrig har været mulig før," sagde studieleder Dr. Jonathan Weissman, professor i cellulær og molekylær farmakologi ved University of California, San Francisco .

MuCRISPRi-teknikken fungerer ved at kombinere to forskellige CRISPR-Cas9-systemer. Et system bruges til at redigere cellernes DNA, så de udtrykker fluorescerende proteiner, når bestemte gener aktiveres. Det andet system bruges til at kontrollere, hvilke gener der aktiveres ved at målrette specifikke DNA-sekvenser.

Ved at kombinere disse to systemer kan forskere skabe et bibliotek af celler, der hver især udtrykker et forskelligt fluorescerende protein, når et specifikt gen aktiveres. Dette giver dem mulighed for at spore ekspressionen af ​​flere gener samtidigt og se, hvordan de interagerer med hinanden.

Forskerne brugte muCRISPRi til at mærke og spore 10 forskellige proteiner i levende celler. De var i stand til at se, hvordan proteinerne interagerede med hinanden, og hvordan de reagerede på forskellige stimuli.

For eksempel brugte forskerne muCRISPRi til at studere, hvordan proteiner involveret i immunresponset interagerer med hinanden. De fandt ud af, at disse proteiner danner klynger, der bevæger sig rundt i cellen og interagerer med hinanden for at etablere et immunrespons.

Forskerne brugte også muCRISPRi til at studere, hvordan proteiner involveret i celledeling interagerer med hinanden. De fandt ud af, at disse proteiner danner et komplekst netværk, der styrer timingen og nøjagtigheden af ​​celledeling.

MuCRISPRi-teknikken kunne bruges til at studere en lang række cellulære processer, fra proteinfoldning til signaltransduktion. Det kunne også bruges til at udvikle nye lægemidler og terapier ved at identificere proteiner, der er involveret i sygdomsprocesser.

"De potentielle anvendelser af denne nye teknologi er enorme," sagde Weissman. "Vi er spændte på at se, hvordan andre forskere bruger muCRISPRi til at gøre nye opdagelser om, hvordan celler fungerer."