Новая технология позволяет изолировать и изучать единичный белок, открывая путь к лучшему пониманию болезней
Ученые разработали технологию, которая впервые позволила изолировать и изучить поведение и изменения во времени единичного белка — в 10 000 раз тоньше человеческого волоса.
Исследователи из Ноттингем Трент Университета утверждают, что их метод позволяет наблюдать за белком в его естественной среде. Это может улучшить понимание белков, связанных с заболеваниями, и их реакции на терапию.
Суть метода
- Используется сфокусированный луч света высокой интенсивности.
- Луч проходит через специально сконструированную наноструктуру, что создает силу, достаточную для захвата и удержания единичного белка в жидкости без его повреждения.
- Технология детектирует рассеянный свет, анализ которого в реальном времени показывает поведение белка.
- Белок изучается в его естественной жидкой среде. Метод позволяет имитировать условия организма, изменяя концентрацию соли, pH или уровень кислорода.
Доказательство концепции на ферритине
В качестве примера ученые изучили ферритин — белок крови, который хранит и высвобождает железо, предотвращая болезни, связанные с нарушением регуляции железа (например, анемию).
- Удалось различить ферритин с железом и без него: данные показали разницу в их массе и движении.
- Зафиксирован момент, когда ферритин без железа начал захватывать и накапливать железо из окружающей среды.
До сих пор исследования ферритина основывались на усредненных измерениях характеристик большого количества белков, что давало ограниченную информацию об их структурных изменениях.
Значение и перспективы
- Работа углубила понимание механизма захвата железа белками ферритина, что может привести к созданию новых методов лечения железозависимых заболеваний.
- Поскольку изменения белков происходят до появления симптомов болезни, эта технология может позволить выявлять и лечить различные заболевания на гораздо более ранней стадии.
Цитаты исследователей:
- Д-р Куйфенг Ин: «Наша наноструктура позволяет наблюдать белки в наномасштабе... Этот метод позволяет изучать поведение единичного живого белка в его собственной среде».
- Арман Юсефи: «Рассеянный свет дает нам уникальный „отпечаток пальца“, показывающий, как ведет себя белок... Мы наблюдали жесткое и расслабленное состояние белка с железом и без него».
- Проф. Мохсен Рахмани: «Эта технология дает нам потенциал для идентификации изменений белков в связи с возникновением и развитием болезни... Ранее не существовало инструмента для такого изучения белков без их разрушения».
Исследование, в котором также участвовали Университет Ноттингема и Институт Адольфа Меркля (Университет Фрибура, Швейцария), опубликовано в журнале Nano Letters.