Новые молекулы для высокоразрешающей визуализации клеток
Ученые из EPFL создали два мощных флуоресцентных зонда для визуализации цитоскелета с беспрецедентным разрешением. Результаты опубликованы в Nature Methods.
Проблема визуализации цитоскелета
Цитоскелет — внутренний каркас клетки, состоящий из белковых филаментов (тубулина и актина). Он поддерживает форму клетки, обеспечивает механическую опору и участвует в делении и движении. Существующие методы визуализации часто токсичны, сложны для применения в живых клетках и имеют ограниченное разрешение или время наблюдения.
Решение: флуоресцентные зонды на основе SiR
Команда Кая Джонссона использовала флуоресцентную молекулу кремний-родамин (SiR), разработанную в EPFL в 2013 году. Её ключевое свойство — она «включается» (флуоресцирует в дальнем красном спектре) только при связывании с заряженной поверхностью белка.
Чтобы направить SiR к конкретным белкам цитоскелета, учёные соединили её с лигандами:
- SiR-тубулин: SiR + доцетаксел (противоопухолевый препарат, связывающий тубулин).
- SiR-актин: SiR + ясплакинолид (соединение, специфически связывающее актин).
Оба лиганда используются в крайне низких, нетоксичных концентрациях.
Преимущества новых зондов
- Высокое разрешение: Флуоресценция в дальнем красном спектре легко отделяется от фонового шума. В сочетании с микроскопией сверхвысокого разрешения это даёт изображения беспрецедентной чёткости.
- Простота применения: Зонды добавляют непосредственно в культуру клеток. Они самостоятельно проникают через мембрану, не требуя предварительной или последующей промывки клеток, что сохраняет их естественную среду и функции.
- Биосовместимость: Работают в живых клетках (показано на клетках человеческой кожи) без генетических модификаций, нетоксичны, имеют длительный стабильный сигнал.
- Широкое применение: Позволяют наблюдать динамику цитоскелета в реальном времени и могут использоваться даже в тканях, например, в образцах цельной крови.
Как отмечает Кай Джонссон, работа предоставляет биологическому сообществу два высокопроизводительных флуорогенных зонда для получения высококачественных изображений микротрубочек и микрофиламентов в живых клетках. Метод может быть расширен для визуализации и других типов белков.