Ученые создали белок с самой короткой длиной волны флуоресценции для клеточной визуализации
Исследователи из SANKEN (Института научных и промышленных исследований) при Университете Осаки генетически модифицировали флуоресцентный белок, который излучает свет с самой короткой длиной волны на сегодняшний день — 414 нанометров. Работа опубликована в Communications Biology.
Флуоресцентные белки (флуорофоры) — ключевой инструмент для микроскопического отслеживания разных биомолекул в клетке одновременно. Каждый флуорофор излучает свет определенной длины волны (цвета). Расширение доступного диапазона длин волн позволяет одновременно отслеживать большее количество молекул.
Проблема и решение
В течение последних 10 лет минимальная длина волны излучения флуоресцентных белков не менялась, так как исследования фокусировались на точечных мутациях аминокислот в производных зеленого флуоресцентного белка (GFP).
Команда из Осаки пошла другим путем, сконцентрировавшись на оптимизации взаимодействий между флуоресцентным центром (хромофором) и окружающими его молекулами воды и аминокислотами.
Свойства нового белка Sumire
Новый флуорофор, названный Sumire, обладает тремя ключевыми преимуществами:
- Рекордное излучение: длина волны 414 нм.
- Высокая яркость: почти в 4 раза выше, чем у современных аналогов.
- Стабильность в широком диапазоне pH: стабильно излучает при pH 5.5–9.0, что охватывает большинство внутриклеточных условий.
Совместимость с существующими методами
Исследователи также успешно продемонстрировали флуоресцентный резонансный перенос энергии (FRET) между Sumire и коммерческими белковыми флуорофорами. Это подтверждает совместимость нового инструмента с современными методами многопараметрического анализа в биомолекулярной визуализации.
Значение работы
Подход, сфокусированный на окружении хромофора, а не на точечных мутациях, открывает путь для дальнейшего расширения диапазона длин волн флуоресценции в инженерных белках. Это поможет исследователям одновременно отслеживать больше клеточных процессов, что важно для понимания как нормальной физиологии, так и механизмов заболеваний.