Перемещение белков с помощью нового инструмента на основе нанотел

Исследователи из Биоцентра Базельского университета разработали новый метод транспортировки белков в новое место внутри клетки. Инновационный инструмент позволяет ученым изучать функцию белков в зависимости от их положения с помощью нанотел. Метод применим для широкого спектра белков и в различных областях биологии развития. Результаты опубликованы в научном журнале eLife.

Исследовательская группа Маркуса Аффольтера изучает рост крыльев плодовой мушки Drosophila, чтобы понять, какие процессы контролируют развитие и рост органов. Белки, управляющие такими процессами роста, находятся в центре их внимания. В этом контексте важна не только структура белков, но и их положение, которое может влиять на функцию. Новый инструмент на основе нанотел от команды Аффольтера позволяет перемещать белки и, таким образом, изучать их функцию в зависимости от позиции.

Новый инструмент для всех белков, связанных с GFP

Для перераспределения целевых белков требуется их мечение зеленым флуоресцентным белком (GFP). Затем используются так называемые анти-GFP нанотела — небольшие фрагменты антител, полученные от верблюдовых, — чтобы связать и переместить меченые GFP белки в новое место в живом организме. Само нанотело связано с сигнальным белком, который определяет пункт назначения для целевого белка. Таким образом, нанотело заставляет меченый GFP белок занять новую позицию. «Даже если мы не знаем точный состав и структуру белка, мы можем пометить его GFP и контролировать место назначения с помощью нанотел», — говорит Стефан Харманса, один из двух первых авторов.

Искусственное перемещение с помощью нанотел

Исследователям удалось перенести белки в новое место, как внутри, так и снаружи клетки. «Перемещая белки в новые локации, мы можем наблюдать, меняется ли их функция или нет, и влияет ли это на развитие», — говорит Илария Альборелли, также первый автор исследования.

До сих пор ученые были ограничены в возможностях перемещения белков. Однако новый инструмент на основе нанотел позволяет легко и эффективно изменять положение всех белков, меченных GFP, и таким образом исследовать их функции. Группа Аффольтера уже успешно применила этот инструмент для изучения роста крыльев Drosophila. Вмешиваясь в сигнальную молекулу Dpp в зависимости от положения, ученые смогли точнее показать ее влияние на рост крыла.

В будущем новый инструмент на основе нанотел может быть использован для самых разных исследований роста органов и в других областях биологии развития. С помощью этой концепции можно детальнее изучать рост и развитие различных клеток и органов.

Перед командой Аффольтера также стоит множество новых задач. «Мы, биологи развития, по-прежнему сталкиваемся с насущными вопросами, например, как организм понимает, когда ему нужно остановить рост. Говоря кратко, как получается, что руки или ноги перестают расти, достигнув правильной длины?» — говорит Стефан Харманса. В будущем новый инструмент может способствовать лучшему пониманию того, как регулируется рост органов.