Forskere udvikler unikt glødende protein

Biofysikere fra Moskva Institut for Fysik og Teknologi er gået sammen med kolleger fra Frankrig og Tyskland for at skabe et nyt fluorescerende protein. Udover at gløde, når det bestråles med ultraviolet og blåt lys, den er overordentlig lille og stabil under høje temperaturer. Forfatterne af papiret, offentliggjort i tidsskriftet Fotokemiske og fotobiologiske videnskaber , mener, at proteinet rummer udsigter til fluorescensmikroskopi. Denne teknik bruges i forskning i kræft, infektionssygdomme, og organudvikling, blandt andet.

Fluorescensmikroskopi er en metode til at studere levende væv, der er afhængig af induceret luminescens. Efter at være blevet udsat for laserstråling ved en bestemt bølgelængde, nogle proteiner udsender lys ved en anden bølgelængde. Denne inducerede "glød" kan analyseres ved hjælp af et specielt mikroskop. Forskere tilføjer sådanne fluorescerende proteiner til andre proteiner via genteknologi for at gøre sidstnævnte synlige for mikroskopet og observere deres adfærd i celler. Fluorescensmikroskopi viste sig at være så videnskabeligt værdifuld, at en Nobelpris blev tildelt for sin opdagelse, efterfulgt af endnu en for radikalt at forbedre metodens nøjagtighed.

Indtil nu, de fluorescerende proteiner, der blev brugt til sådanne observationer, havde flere fejl. De var sårbare over for varme, ret omfangsrig, og lyste kun i nærvær af ilt.

"For én ting, vores protein er mere termostabilt end dets analoger:Det denaturerer kun ved 68 grader Celsius, " sagde papirets hovedforfatter Vera Nazarenko fra MIPT Laboratory of Structural Analysis and Engineering of Membrane Systems. "Det er også miniature, mens de fleste af de aktuelt anvendte fluorescerende proteiner er ret omfangsrige. Oven i købet, det kan udsende lys i fravær af ilt."

Holdet identificerede oprindeligt proteinet med disse bemærkelsesværdige egenskaber i cellerne i en termofil bakterie - dvs. en, der lever i høje temperaturer, såsom varme kilder. Forskerne gensplejsede derefter en DNA-sekvens, der reproducerede proteinets fluorescerende segment, men ikke de andre dele, hvilket ville gøre molekylet større.

Ved at introducere det gen, der koder for proteinet, i cellerne fra en anden bakterie, Escherichia coli, holdet forvandlede det til en fabrik, der masseproducerede det fluorescerende protein med unikke egenskaber.

Forskere, der studerer de processer, der forekommer i levende celler, har længe ventet på et protein, der kombinerer disse afgørende egenskaber. Ved at indføre det i celler, de kan nu få væsentlige data om celleliv og død. For at nævne nogle få applikationer, fluorescensmikroskopi ses som et af de bedste værktøjer til at undersøge mekanismen bag malign tumor tilblivelse og udvikling. Det er også nyttigt til forskning i cellesignalering og organudvikling.

De proteiner, der tidligere blev brugt i fluorescensmikroskopi, var voluminøse og termisk ustabile, sætte begrænsninger på metoden. Tak til MIPT-teamet, denne hindring er fjernet.