Новый метод Prox-seq позволяет обнаруживать белки в непосредственной близости в отдельных клетках
Исследователи из Притцкерской школы молекулярной инженерии (PME) Чикагского университета разработали метод Prox-seq, который позволяет изучать, находятся ли белки в непосредственной близости друг от друга внутри клетки. Технология описана в журнале Nature Methods.
Проблема существующих методов
Современные методы определения белкового состава клетки обычно основаны на усреднённых данных по большой группе клеток. Это не даёт информации о том, как белки взаимодействуют и объединяются в функциональные группы. Методы секвенирования мРНК отдельных клеток также не показывают полной картины, так как обилие мРНК не всегда отражает функциональную активность белков.
Принцип работы Prox-seq
Метод использует молекулярные зонды, которые присоединяются к целевым белкам и имеют выступающие ДНК-метки. Если два белка находятся физически близко, их ДНК-зонды связываются друг с другом. Исследователи могут одновременно проверять сотни белков таким образом, а затем с помощью стандартного секвенирования определять, какие белки оказались рядом.
"В обширном пространстве внутри клетки очень маловероятно, чтобы два зонда нашли друг друга, если они не связаны с соседними белками. Поэтому, когда зонды связываются, это говорит нам, что эти белки находятся очень близко", — пояснил профессор Савас Тей, старший автор работы.
Поскольку подход использует стандартное секвенирование, можно одновременно анализировать мРНК клетки и интересующие белки.
Результаты проверки метода
Иммунные клетки: Тестирование на B-клетках и T-клетках показало, что метод может дифференцировать типы клеток на основе белковых взаимодействий. Он также выявил ранее неизвестные подмножества клеток. В одном эксперименте на мононуклеарных клетках периферической крови человека одновременно были измерены 38 отдельных белков, 741 белковый комплекс и тысячи мРНК в каждой отдельной клетке, что привело к открытию нового белкового комплекса, характерного для наивных T-клеток.
Активация макрофагов: Исследование показало, как меняется расположение белков в макрофагах при их активации в ответ на патоген. Метод подтвердил известные взаимодействия и обнаружил новые группы белков, которые позволяют определить не только факт активации макрофага, но и тип патогена, с которым он столкнулся.
На данный момент метод протестирован только на белках, находящихся на поверхности клеток. Исследователи работают над его расширением для большего числа типов белков и над способами точного определения места взаимодействия белков внутри клетки.