Sådan spores og spores et protein:Nanosensorer overvåger intracellulære leveringer

Forskere ved Universitetet i Basel's Biozentrum har udviklet en metode til at spore bevægelsen af ​​proteiner i cellen. De mærkede proteiner med bittesmå nanosensorer, såkaldte nanobodies, som gør det muligt for forskerne at live spore og spore proteinernes vej gennem cellen. Metoden beskrevet i det aktuelle nummer af PNAS er velegnet til en bred vifte af forskningsformål.

Membranproteiner er en grundlæggende bestanddel af hver enkelt celle i den menneskelige krop og spiller en afgørende rolle i cellens struktur, stofskifte og transport. De sikrer, at mange stoffer, såsom hormoner og andre proteiner, transporteres fra celleoverfladen ind i cellen eller udføres igen.

Det er ret nemt at bestemme fordelingen af ​​membranproteiner i cellen. Det er betydeligt vanskeligere at spore de stier, de tager i cellen, og identificere deres påtænkte destination. Det nye nanobody-værktøj, udviklet af Spiess-forskningsgruppen ved Biozentrum, Universitetet i Basel, gør det muligt at observere bevægelsen af ​​proteiner ind og ud af cellen. I fremtiden, denne kvantitative metode kan også anvendes til at belyse de molekylære transportmekanismer inde i cellerne.

Små antistoffer som nanosensorer

Forskerne brugte såkaldte nanobodies, små antistoffragmenter. Disse består udelukkende af en enkelt proteinkæde og så, i modsætning til antistoffer, der er sammensat af fire proteiner, de har den fordel, at de kun er omkring en tiendedel af størrelsen, meget kompakt og stabil. "Nanobodies blev oprindeligt opnået fra kameler og lamaer. Vi ændrede nanobodies, så vi kunne producere dem ved hjælp af bakterier og bruge dem som nanosensorer, siger professor Martin Spiess.

Nano-tags muliggør live-sporing

Nanolegemerne kan ændres genetisk til at fluorescere. "Vi fastgør dem som et mærke til det målrettede protein, hvor de forbliver fastgjort, uanset hvilken vej proteinet tager for at komme ind i cellen, " forklarer Dominik Buser, en postdoc i Martin Spiesss laboratorium og førsteforfatter til undersøgelsen. Ved hjælp af et mikroskop, vejen for indgang og distribution af overfladeproteiner kan observeres i levende celler.

"Nanosensoren med sit fluorescerende farvestof gør de nøjagtige bevægelser af proteinerne synlige. Dette gør os i stand til at følge de naturlige veje, som proteinerne tager ind i cellen, samt transporthastigheden inden for cellen." Ydermere, forskerne ændrede nanobodies, på en måde, så proteinerne kunne lokaliseres i cellen ved hjælp af elektronmikroskopet.

I fremtiden, forskerholdet planlægger at anvende denne nye metode til at spore og spore forskellige proteiner og til at studere deres transportveje nærmere.