Исследователи получили более эффективную красную биолюминесценцию, чем коммерчески доступные
Ученые из Федерального университета Сан-Карлуса (UFSCar) в Бразилии разработали новую люциферин-люциферазную систему, излучающую дальний красный свет, которая эффективнее коммерческих аналогов. Статья опубликована в International Journal of Molecular Sciences.
Исследование поддержано Фондом исследований Сан-Паулу (FAPESP).
Новая система и её преимущества
«Мы получили новую люциферин-люциферазную систему, которая производит дальний красный свет с длиной волны 650 нанометров и излучает самую яркую биолюминесценцию из когда-либо зарегистрированных в этой части спектра. Это многообещающий результат для биолюминесцентной визуализации биологических и патологических процессов в тканях млекопитающих», — сказал профессор Вадим Вивиани.
Красная биолюминесценция предпочтительна для визуализации в тканях млекопитающих, так как гемоглобин, миоглобин и меланин слабо поглощают свет с большой длиной волны. Однако природных систем, излучающих дальний красный свет, не существует. Коммерческие аналоги (генетически модифицированные люциферазы и синтетические люциферины) производят свет до 700 нм, но он значительно слабее и менее долговечен, чем свет природных систем.
Метод создания
Исследователи использовали генную инженерию для модификации люциферазы из червя Phrixothrix hirtus (единственной природной люциферазы, излучающей красный свет, клонированной Вивиани 20 лет назад). Её сочетали с аналогами люциферина, синтезированными в Университете электрокоммуникаций в Токио.
Результаты
- Лучшая комбинация излучает дальний красный свет (650 нм).
- Она в 3 раза ярче, чем природные люциферин и люцифераза.
- Она примерно в 1000 раз ярче, чем та же люцифераза с коммерческим аналогом люциферина.
- Система обладает лучшей термической стабильностью и проницаемостью через клеточные мембраны.
- Она производит более длительную непрерывную биолюминесценцию, которая затухает не менее чем за час, что облегчает визуализацию процессов в реальном времени.