Новый синтетический антитело позволяет условно «выключать» белки у позвоночных

Исследовательские группы под руководством доктора Йорга Мансфельда из Биотехнологического центра Дрезденского технического университета (BIOTEC) и доктора Карен Норден из Института молекулярной клеточной биологии и генетики Общества Макса Планка (MPI-CBG) разработали новое синтетическое антитело. Оно открывает путь к улучшенному функциональному анализу белков, сочетая индуцируемый ауксином «протеин-нокдаун» с возможностью наблюдать флуоресцентные белки в живых клетках и быстро удалять их в контролируемый момент времени.

Белки — ключевые компоненты клеток, выполняющие множество функций. Для изучения их роли белки часто метят зелёным флуоресцентным белком (GFP) с помощью генетических манипуляций, что делает их видимыми под микроскопом. Однако точную функцию белка часто можно определить, только удалив его и наблюдая последствия в клетках, тканях или модельных организмах.

Традиционный генетический нокаут неприменим для изучения жизненно важных белков, так как клетка или организм погибнут. Вместо этого нужен подход, позволяющий удалять белки из клеток в определённое время. Такое контролируемое временное разрушение белков происходит естественным путём у растений и опосредовано гормоном ауксином. После генетической модификации этот механизм можно применять и к клеткам животных и человека.

Группа доктора Йорга Мансфельда разработала новый AID-наноантитело (AID-nanobody). Для этого последовательность распознавания ауксина (AID) соединили с антителом, узнающим GFP и структурно родственным антителам верблюдовых (наноантитело). Показано, что это AID-наноантитело позволяет добиться почти полной деградации GFP-меченых белков в культуре человеческих клеток после добавления ауксина. Возможность наблюдать деградацию белка «вживую» под микроскопом значительно облегчает функциональный анализ.

В сотрудничестве с группой доктора Карен Норден было показано, что AID-наноантитело можно успешно использовать и в модельном организме — рыбке данио-рерио. Это впервые продемонстрировало, что опосредованный ауксином протеин-нокдаун можно реализовать и в сложной модели позвоночного.

«Наша работа — отличный пример биотехнологии, в которой различные природные принципы, такие как флуоресцентный GFP из водорослей, зависимая от ауксина деградация белков у растений и наноантитело от верблюдовых, объединены для решения ранее недоступных исследовательских задач», — прокомментировала результаты проекта доктор Катрин Даниель из лаборатории Мансфельда.

Успешная работа подчёркивает синергию, достигаемую при тесном сотрудничестве групп из разных исследовательских институтов Дрезденского научного кампуса.