Новый флуоресцентный маркер для электронной микроскопии
Химики MIT разработали APEX — эквивалент зелёного флуоресцентного белка (GFP) для электронной микроскопии. Этот маркер позволяет метить и визуализировать белки с беспрецедентной чёткостью, недостижимой для флуоресцентной микроскопии.
Как работает APEX
- Основа: За основу взят природный белок аскорбатпероксидаза (APX), работающий в цитозоле клетки.
- Инженерия: APX был генетически модифицирован для окисления молекулы DAB, которая не встречается в клетках в норме.
- Процесс: В живую клетку вводят ДНК с геном APEX, сцепленным с геном целевого белка. Клетка производит гибридный белок. Во время фиксации клетки для микроскопии в неё доставляют DAB.
- Визуализация: APEX окисляет DAB, что приводит к образованию полимера, видимого под электронным микроскопом. Это позволяет точно определить локализацию целевого белка.
Преимущества и применение
- Универсальность: В отличие от часто используемого хренового пероксидазы (HRP), APEX работает во всех компартментах клетки (ядро, эндоплазматический ретикулум, цитозоль, митохондрии).
- Простота: Технология не требует освещения образца и продувки кислородом, в отличие от других современных методов.
- Разрешение: Позволяет различать внутренние структуры (например, митохондрий), которые при флуоресцентной микроскопии выглядят как несколько пикселей.
Практическая демонстрация
С помощью APEX удалось разрешить научный спор о локализации недавно открытого кальциевого канального белка в митохондриях. Исследователи установили, что белок встроен во внутреннюю мембрану митохондрий и обращён в митохондриальный матрикс.
Перспективы
- Нейробиология: Метка используется для заполнения целых клеток (например, нейронов), чтобы отслеживать нейронные связи в мозге.
- Улучшение технологии: Ведутся работы по повышению стабильности APEX и его способности связывать гем (железосодержащее органическое соединение), необходимый для функционирования фермента.
Технология APEX запатентована. Разработчики — аспирант Джефф Мартелл и профессор химии MIT Элис Тинг. В исследованиях также участвовали учёные из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Ирвайне, а также из Гарвардской медицинской школы.
