2019-05-31 05:47:02
科学家们设计出独特的发光蛋白质

来自莫斯科物理和技术研究所的生物物理学家与来自法国和德国的同事联手打造了一种新的荧光蛋白。除了用紫外线和蓝光照射时发光,它在极端温度下也非常小且稳定。该论文的作者发表在光化学与光生物科学杂志上,他认为这种蛋白质具有荧光显微镜的前景。该技术用于研究癌症,传染病和器官发育等。

荧光显微镜是一种研究依赖于诱导发光的活组织的方法。在暴露于特定波长的激光辐射后,一些蛋白质发出不同波长的光。可以使用特殊的显微镜分析这种诱发的“发光”。研究人员通过基因工程将这些荧光蛋白添加到其他蛋白质中,使后者在显微镜下可见并观察它们在细胞中的行为。荧光显微镜证明具有科学价值,因为它的发现获得了一个诺贝尔奖,其次是从根本上提高了方法的准确性。

到目前为止,用于这种观察的荧光蛋白有几个缺陷。它们容易受热,相当笨重,只在氧气存在下发光。

“一方面,我们的蛋白质比它的类似物更耐热:它只能在68摄氏度下变性,”该论文的主要作者,薄膜系统结构分析和工程MIPT实验室的Vera Nazarenko说。 “它也是微型的,而目前大多数使用的荧光蛋白都相当笨重。最重要的是,它可以在没有氧气的情况下发光。”

该团队最初在嗜热菌的细胞中鉴定出具有这些显着特性的蛋白质,即生活在高温环境中的蛋白质,例如温泉。然后研究人员通过遗传工程改造了一个DNA序列,这个序列可以复制蛋白质的荧光区段而不是其他部分,这会使分子变大。

通过将编码蛋白质的基因导入另一种细菌大肠杆菌的细胞中,研究小组将其转变为大规模生产具有独特性质的荧光蛋白的工厂。

研究活细胞中发生过程的研究人员长期以来一直在等待结合这些关键特征的蛋白质。通过将其引入细胞,他们现在可以获得关于细胞生命和死亡的基本数据。仅举几个应用,荧光显微镜被认为是研究恶性肿瘤发生和发展背后机制的最佳工具之一。它对细胞信号传导和器官发育的研究也很有用。

以前在荧光显微镜中使用的蛋白质体积大且热不稳定,这限制了该方法。感谢MIPT团队,这个障碍已被消除。

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