Мониторинг взаимодействий между белками в их естественной среде с помощью внутриклеточной метки

Понимание функции белка часто начинается с идентификации его "сообщников" в клетке. Ученые разработали биохимические методы, позволяющие "вылавливать" данные о взаимодействиях, используя очищенный белок-"приманку" для извлечения его партнеров из клеточного экстракта.

Однако многие клеточные белки, например, участвующие в формировании ядерной оболочки, крайне сложно очистить, что делает их непрактичными в качестве "приманки". Исследователи под руководством Кайла Ру из Sanford Children's Health Research Center (США) в сотрудничестве с учеными A*STAR разработали решение для таких сложных мишеней — метод BioID.

В его основе лежит мутантный вариант бактериального фермента BirA, который метит близлежащие белки молекулой биотина. Мутант BirA* действует неспецифично. Исследователи предположили, что любой клеточный белок, слитый с BirA*, будет постоянно метить биотином своих партнеров по взаимодействию, что облегчит их последующее выделение. Ключевое преимущество — эксперименты проводятся в среде живой клетки, что делает их более "естественными".

В качестве тестового случая ученые использовали ламин A — белок ядерной оболочки, который при очистке образует нерастворимые агрегаты. Метод BioID оказался высокоэффективным: за 24 часа мечения было выявлено более 120 биотинилированных белков — потенциальных партнеров ламина A.

"BioID имеет потенциал для выявления слабых и транзиторных взаимодействий, которые часто упускаются другими биохимическими методами", — отмечает Кайл Ру, добавляя, что необходимо экспериментальное подтверждение.

Метод также позволил обнаружить по крайней мере один ранее не охарактеризованный белок, являющийся компонентом ядерной оболочки. BioID может стать мощным инструментом для картирования сетей взаимодействий в различных клеточных структурах.

"Мы уже успешно применили BioID к интегральным мембранным белкам, в митохондриальном матриксе и комплексе ядерной поры, и вскоре расширим исследования на внеклеточное пространство", — говорит Ру.