Небольшое изменение кода, большой эффект: синтетическая биология для точной маркировки белков

Учёные из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) в Гейдельберге разработали новый метод, позволяющий маркировать любой выбранный белок в живых клетках, вводя одну реакционноспособную искусственную аминокислоту. Техника, описанная в Angewandte Chemie, позволяет очень точно маркировать даже редкие белки для оптической визуализации, а в будущем, вероятно, и для МРТ.

Исследователи во главе с Карстеном Шульцем и Эдвардом Лемке обманули клеточную машинерию синтеза белка, заставив её заменить одну из аминокислот в белке на искусственную разновидность, подходящую для биосовместимых химических реакций. Эта искусственная аминокислота была создана так, чтобы клеточная система «проверки орфографии» не могла её обнаружить. После включения в целевой белок она стала сайтом для присоединения различных меток с помощью катализатор-независимой «клик»-реакции.

Новый метод имеет несколько преимуществ:

• Позволяет использовать самые эффективные флуоресцентные красители для микроскопии с высоким контрастом.
• Вызывает меньше нарушений в клетке, так как изменяет лишь одну из сотен аминокислот в белке, в отличие от подходов, требующих введения более крупных молекул.
• «Клик»-реакция сконструирована так, что флуоресцентная метка активируется только при связывании с целевым сайтом, что обеспечивает высокую точность измерений с низким фоновым сигналом.

Разработав метод в бактерии E. coli, учёные EMBL сейчас работают над его адаптацией для клеток млекопитающих.