Технология SpyLigation использует свет для активации белков

Учёные теперь могут использовать свет для активации функций белков как внутри, так и снаружи живых клеток. Новый метод, названный светоактивируемой SpyLigation, позволяет "включать" обычно неактивные белки, что даёт исследователям возможность изучать и контролировать их более детально. Эта технология имеет потенциал для применения в тканевой инженерии, регенеративной медицине и изучении работы организма.

Белки выполняют почти все важные задачи в биологии, включая обработку ДНК, метаболизм питательных веществ и борьбу с инфекциями. Вопросы о том, когда, где и как белки становятся активными, важны для множества биологических процессов. Учёные также всё чаще исследуют возможность "включения" и "выключения" функций белков для лечения болезней.

Как сообщено 17 апреля в журнале Nature Chemistry, команда под руководством Эмили Расковиц и Бриссии Муньос-Роблес из Исследовательской группы ДеФореста показала, что химически модифицированные фрагменты белков можно соединять в функциональные целые с помощью кратких вспышек света.

Учёные применили свой новый метод для контроля свечения зелёного флуоресцентного белка, полученного из мышц японского угря. Неактивные фрагменты этого белка смешали и поместили в гель, похожий на желе. Затем с помощью лазеров эти фрагменты необратимо рекомбинировали в целые светящиеся белки. Контролируя путь лазера, можно было формировать точные узоры из светящихся белков. Учёные выгравировали микроскопические изображения хаски, талисмана их университета, в гель. Они также использовали лазеры для создания светящегося 3D-изображения собаки высотой немногим больше человеческого волоса.

Команда также показала, что может активировать белки внутри человеческих клеток. Трёх минут светового воздействия было достаточно, чтобы включить специфические белки, участвующие в редактировании генома. Такой инструмент в будущем может быть использован для направления генетических изменений в очень специфичные области тела.

Подобно так называемой "клик-химии", которая была темой Нобелевской премии по химии 2022 года, светоактивируемая SpyLigation позволяет модифицированным белкам вступать в реакцию друг с другом внутри живых систем. Однако, в отличие от предыдущих подходов, новый метод обеспечивает точный контроль над тем, когда и где происходят такие химические реакции.