TransitID: новый метод отслеживания движения белков в живых клетках
Исследователи из Стэнфордского университета разработали метод TransitID, позволяющий отслеживать полную активность и перемещение тысяч белков в живых клетках в реальном времени. Работа опубликована 28 июня в журнале Cell.
Проблема существующих методов
- Микроскопия: позволяет изучать лишь несколько белков одновременно в живой клетке.
- Масс-спектрометрия: даёт детальный снимок всего протеома, но только в мёртвых клетках.
TransitID объединяет преимущества обоих подходов, обеспечивая непредвзятый обзор всех белков в динамике.
Как работает TransitID
Метод отслеживает белки, совершающие путешествие между двумя заданными точками в клетке:
- В начало и конец пути помещаются два фермента: TurboID и APEX.
- Добавление витамина биотина заставляет TurboID "пометить" им все окружающие белки.
- После периода нормальной активности клетки добавляется соединение алкин-фенол, которое запускает аналогичную реакцию мечения со стороны APEX.
- Анализ клетки показывает: белки с двумя метками совершили путь между точками, с одной меткой — остались на месте, без меток — находились вне зоны интереса.
Ключевые эксперименты и открытие
Метод подтвердил свою работоспособность на известных процессах (транспорт белков в митохондрии и ядро). Его применение для изучения стрессовых гранул (безмембранных клеточных структур) принесло неожиданный результат.
В протеоме стрессовых гранул был обнаружен транскрипционный фактор JUN, известный своей ролью в развитии рака, но ранее не находимый в таких структурах. Оказалось, что при окислительном стрессе JUN перемещается в стрессовые гранулы, чтобы избежать агрегации и деградации. Это защищает белок, позволяя ему вернуться к работе после окончания стресса.
Значение и перспективы
- Применения: фундаментальные исследования клеточной коммуникации, изучение рака, нейродегенеративных и других заболеваний.
- Преимущества: метод использует коммерчески доступные реагенты и не требует сложной химии в лаборатории.
- Ограничения: пока применим только к культурам клеток из-за токсичности некоторых реагентов.
- Цель: оптимизация для снижения токсичности и использования в живых организмах.
Как отметил соавтор работы Дж. Пол Тейлор, этот инструмент особенно важен для исследования высокодинамичных структур, таких как биомолекулярные конденсаты.