Исследователи используют вирусные частицы для захвата интактных белковых комплексов млекопитающих

Ученые из VIB и Гентского университета (Бельгия) разработали метод Virotrap для очистки белковых комплексов в нативных условиях с помощью сортировки вирусными частицами. Метод захватывает белок-приманку вместе с его белковыми партнерами внутри вирусоподобных частиц, которые отпочковываются от человеческих клеток. Это позволяет избежать лизиса клеток и сохранить белковые комплексы в процессе очистки. Разработка и применение этого метода описаны в статье, опубликованной на этой неделе в Nature Communications.

Профессор Sven Eyckerman (VIB/UGent), работающий на стыке протеомики и интерактомики, хорошо осведомлен о недостатках классических подходов к анализу белковых комплексов. Условия лизиса, необходимые в стратегиях на основе масс-спектрометрии для разрушения клеточных мембран, часто влияют на белок-белковые взаимодействия. «Первый шаг в классическом исследовании белковых комплексов по сути превращает высокоорганизованную клеточную структуру в большой беспорядочный "суп"», — объясняет Eyckerman.

Вдохновившись биологией вирусов, Eyckerman нашел креативное решение. «Мы использовали естественный процесс формирования частиц ВИЧ себе на пользу, взломав полностью безопасную форму вируса, чтобы "похитить" интактные белковые машины из клетки». Известно, что вирус ВИЧ захватывает ряд белков хозяина во время формирования своей частицы. Слияние белка-приманки с белком GAG ВИЧ-1 приводит к захвату белков-партнеров внутри вирусоподобных частиц, отпочковывающихся от клеток млекопитающих. Затем для анализа содержимого этих частиц применяются стандартные протеомные подходы. Команда назвала метод «Virotrap».

Подход Virotrap уникален, поскольку позволяет характеризовать белковые сети в естественных условиях. Захватывая белковые комплексы в защитной среде вирусоподобной оболочки, метод сохраняет интактные комплексы в процессе очистки. Исследователи показали, что метод подходит как для детекции известных бинарных взаимодействий, так и для идентификации новых белковых партнеров с помощью масс-спектрометрии.

Virotrap — наглядный пример объединения исследовательских команд с взаимодополняющим опытом. Совместная работа с лабораториями Jan Tavernier (VIB/UGent) и Kris Gevaert (VIB/UGent) позволила разработать эту платформу.

Jan Tavernier: «Virotrap представляет новую концепцию в анализе ко-комплексов, где стабильность комплекса физически гарантирована защитной структурой. Метод дополняет арсенал существующих методов интерактомики, но также имеет потенциал в других областях, например, в характеристике мишеней для лекарств. Мы также разработали вариант Virotrap для малых молекул, который успешно захватывает белковые партнеры для таких молекул-приманок».

Kris Gevaert: «Virotrap также может повлиять на наше понимание патологических путей. Мы были удивлены, обнаружив, что эта система на основе вируса может быть использована для изучения противовирусных путей, например, сигналинга толл-подобных рецепторов. Понимание работы этих белковых машин в их естественной среде необходимо, если мы хотим модулировать их активность при патологиях».