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.

2012-10-22