Новый метод vpCells позволяет одновременно маркировать множество белков в живых клетках
Исследовательская группа под руководством Штефана Кубичека в CeMM преодолела ключевое техническое ограничение в визуализации белков. Метод «visual proteomics Cells» (vpCells) позволяет одновременно маркировать множество белков в живых клетках с помощью пяти различных флуоресцентных цветов. Этот автоматизированный высокопроизводительный подход, дополненный ИИ-распознаванием изображений, открывает новые возможности в фундаментальной биологии и поиске лекарств. Исследование опубликовано в Nature Cell Biology.
Суть метода
Традиционно флуоресцентную метку можно было присоединить только к одному белку за раз, часто в фиксированных (мёртвых) клетках. vpCells решает эту проблему, позволяя множественную (мультиплексную) маркировку белков с сохранением их естественных регуляторных механизмов.
Три ключевых усовершенствования
- Геномный масштаб: Метод использует инструмент редактирования генов CRISPR/Cas9 для присоединения флуоресцентных белков к исследуемым белкам. Создана геномная «библиотека» для маркировки и изучения всех возможных человеческих белков.
- Пятицветная система: В каждой клетке маркируются
два разных белка для отслеживания. Дополнительные цвета используются
для:
- Различения отдельных клонов.
- Маркировки ядра и мембраны для лучшего определения границ клеток.
- ИИ-распознавание: Цветовая схема позволяет обучить систему ИИ-распознавания изображений определять, какой именно белок помечен в клетке, на основе только микроскопических снимков, без сложного ДНК-секвенирования.
Демонстрация возможностей
- База данных: Создано более 4500 клеточных линий — репортёров для более чем 1100 белков. Все изображения с индивидуальной маркировкой доступны в публичной веб-базе данных vpCells.
- Скрининг лекарств: Живые репортёрные клетки
использовали для изучения эффекта более 1000 низкомолекулярных
веществ на 61 белок, релевантный для раковых клеток.
- 44 вещества изменили количество или локализацию отдельных белков в течение 6 часов.
- Одно из веществ оказалось ингибитором транспорта белков из ядра, действующим аналогично одобренному препарату для лечения множественной миеломы.
Перспективы: По словам Штефана Кубичека, эти результаты — лишь первый взгляд на универсальность метода vpCells. Ожидается множество применений — от фундаментальной клеточной биологии до прикладного открытия лекарств.