Новый поляризованный флуоресцентный зонд для изучения динамики архитектуры живых клеток

Исследователи из Японии в сотрудничестве со специалистами по визуализации из MBL разработали новый зонд POLArIS, позволяющий проводить визуализацию молекулярных ориентаций в реальном времени в живых клетках.

Флуорофор испускает поляризованный свет при свечении. Ориентация поляризованной флуоресценции тесно связана с ориентацией самого флуорофора. Если интересующая молекула жёстко связана с флуоресцентной меткой, такой как Green Fluorescent Protein (GFP), то поляризованная флуоресценция от флуорофора сообщает об ориентации этой молекулы.

В отличие от предыдущих подходов, требовавших разработки уникальных методов жёсткого присоединения GFP для каждого белка, POLArIS использует антителоподобный связывающий домен, жёстко соединённый с GFP. Это обеспечивает специфичное и универсальное жёсткое мечение. Команда использовала коммерчески доступную молекулу Adhiron (также известную как "Affimer") в качестве связующего звена между GFP и белком-мишенью.

Поскольку специфичный к целевой молекуле вариант Adhiron можно легко отобрать из библиотеки методом фагового дисплея, POLArIS можно сконструировать для любого интересующего биомолекулы. Зонд может экспрессироваться в определённых типах клеток и органеллах, что делает его полезным для изучения архитектурной динамики молекулярных комплексов в культурах клеток, тканях и целых организмах.

Применив зонд для актина, команда обнаружила в делящихся клетках эмбриона морской звезды кратковременное возникновение и исчезновение высокоупорядоченной актиновой структуры, которую они назвали FLARE. Эта структура простирается до клеточной коры и ассоциирована с астральными микротрубочками, которые отвечают за соединение веретена деления с кортексом и ориентацию плоскости клеточного деления.

Открытие радиально выровненных актиновых архитектур проливает свет на фундаментальные нерешённые вопросы клеточной биологии, связанные с механизмами определения плоскости деления клетки.