Расширение генетического кода позволило «подсветить» белок японского угря
#наука_мгу

Ученые биологического, физического и химического факультетов МГУ с коллегами разработали подход, который позволяет исследователям «видеть» и оценивать концентрацию билирубина в различных частях живых клеток с помощью современных методов микроскопии высокого разрешения. Основным объектом работы стал белок UnaG из японского угря, связывающий билирубин в живых клетках. Результаты поддержанного Российским научным фондом исследования опубликованы в журнале ACS Sensors.

Билирубин (от лат. bilis — желчь и ruber — красный) — желчный пигмент, один из главных компонентов желчи в организме человека и животных. Билирубин образуется в норме как результат расщепления белков, содержащих гем: гемоглобина, миоглобина и цитохрома. Сывороточный тест измеряет уровень билирубина в крови, что отражает общее количество билирубина в организме. Такой анализ широко используется для диагностики заболеваний печени, гемолиза и проблем с желчевыводящими путями. Однако для детектирования билирубина на уровне отдельной клетки, необходимого в персонализированной медицине, необходимы специальные молекулярные инструменты.

Основным объектом работы стал белок UnaG из японского угря (Anguilla japonica), связывающий билирубин в живых клетках. Для визуализации билирубина была проведена рациональная модификация структуры белка UnaG с использованием технологии расширения генетического кода и трансляционной вставки в его последовательность неканонических аминокислот. Это позволило ученым, во-первых, определить крайние позиции на шкале времен жизни возбужденных состояний билирубина в UnaG и, во-вторых, продемонстрировать, что даже небольших структурных изменений достаточно для надежного разделения сигнала билирубина по времени жизни флуоресценции.

Теперь исследователи могут использовать UnaG для визуализации билирубина в разных частях клетки методом флуоресцентной микроскопии с регистрацией времени жизни флуоресценции (Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy, FLIM). Это представляет интерес для изучения объектов, в которых использование стандартных генетически-кодируемых флуорофоров, подобных зеленому флуоресцентному белку (GFP), невозможно из-за необходимости кислорода для созревания хромофора.