See meduus muudab hõõguvad valgud teadusele varem tundmatuks

Meduus med Aequorea australis

Darrin Schultz / California ülikool, Santa Cruz / Monterey Bay akvaariumi uurimisinstituut

See meduus muudab hõõguvad valgud teadusele varem tundmatuks

Autor: Eva FrederickJul. 19, 2019, 15:15

Nathan Shaner ja ta kolleegid leidsid 2017. aastal Heroni saare ääres olevatest sinakasrohelistest vetest midagi ebaharilikku. Kuna teadlaste rühm snorgeldas Austraalia Suure Vallrahu lõunapoolses otsas korallikajakaid ümbritsevaid riffe, märkas üks vees kummalise välimusega meduusid. Teadlane lõi selle võrku ja viis paati tagasi. Kui teadlased lähemalt vaatasid, märkasid nad, et olendi poolläbipaistev keha lasti läbi siniste helendavate joontega.

Meeskond ei otsinud želeesid, kuid San Diegos asuva California ülikooli optilise sondiarendaja Shaner kogus looma ikkagi. "Lihtsalt kapriisi peale ütlesime:" Noh, see on selline sinine, lähme koju, "" ütleb ta.

Nüüd on Shaner ja tema meeskond tuvastanud meduuside kehas viis fluorestsentsvalku, mis olid varem teadusele teadmata. Avastus võib põhjustada uusi tehnikaid, kuidas uurida geenide ekspressiooni rakkudes, ja potentsiaalselt kõigi aegade eredaimat rohelist fluorestsentsvalku.

Kui Shaner ja tema meeskond said sinise millimallika - Aequorea australis - tagasi laborisse, valmistasid nad analüüsi jaoks proovi. Pärast selle transkriptoomi - tarretise kehas ekspresseeritud geenide - järjestamist leidis Shaner üllatusena rohelise fluorestsentsvalguga (GFP) sarnaste valgust tootvate valkude leidmise kohta, mida teadlased on aastakümneid kasutanud rakkudes valkude jälgimiseks ja isegi hõõguvuse loomiseks. -pimedad kassid. (Kolm teadlast võitis 2008. aastal Nobeli preemia GFP fluorestsentssondina avastamise ja arendamise eest.) Algne valk, mida nimetatakse avGFP-ks, on seotud sellega seotud A. victoria millimallikas; see on viinud kümneteni biogenereeritud GFP variantideni, millest mõned helendavad ka teisi värve, näiteks koobaltist sinist ja türkiissinist.

Algne roheline fluorestsentsvalk (vasakul vasakul) üheksa uue valgu kõrval, vaadatuna valge valguse (ülemine) ja fluorestsentsvalguse (alt) all

Nathan Shaner

Täiendav analüüs näitas, et tarretis A. australis toodab viis fluorestsentsvalku. Nende hulgas on kaks, mis helendavad roheliselt, veel kaks, mis on valge valguse käes sinised, ja üks, mis lülitub valguse käes kollase ja selge vahel, teatavad Shaner ja tema kolleegid eeltrükiserveris bioRxiv.

Seejärel vaatasid teadlased veelkord GFP-i tarretist A. victoriat Kalifornias San Diegos asuvas Scripps Institution of Oceanography kaseakvaariumis asuvast kaseakvaariumist ja leidsid geenid veel nelja seni tundmatu fluorestsentsvalgu jaoks. Mõnel proteiinil mõlemast tarretusest olid kitsad ergastus- ja emissioonipiigid, mis tähendab, et nad neelavad ja eraldavad valgust väga spetsiifiliste lainepikkuste korral. See võib hõlbustada mitme geeni ekspressiooni korraga uurimist, kasutades fluorestsentsvalgu märgiste mitut erinevat värvi. Kõige heledam valk, AausFP1, ​​oli ligi viis korda heledam kui GFP, mida oli tõhustatud võimsama fluorestsentsi jaoks.

"Fluorestsentsvalgud on omamoodi nagu Šveitsi armee nuga - kõigil on nende kasutamine erinev, sõltuvalt sellest, mida nad proovivad uurida, " räägib Shaner. “Kuid heledam on alati parem peaaegu kõigile. Loodetavasti võimaldab see inimestel tegelikult näha asju, mida nad varem ei näinud. ”

Lisaks sellele, et AausFP1 on hele, ei kaota see valgusega kokkupuutel sära, mis tähendab, et seda saab pikema aja jooksul kasutada rakkude pildistamiseks. Shaneri teatel suutis ta valku pidevalt fotografeerida 2, 5 päeva; tavaline GFP variant pleegib mõne tunniga.

Uuring on põnev, ütles Amsterdami ülikooli fluorestsentsvalkude insener Joachim Goedhart, kes polnud tööga seotud. "Nad tulid tagasi paljude erinevate ja uute paljutõotavate variantidega." Siiski tuleb tema sõnul fluorestsentsvalke modifitseerida, et need oleksid teadlastele kasulikud. Ta väidab, et parendused võivad hõlmata mutatsioone, et muuta need rakkudes väiksemaks, heledamaks ja hõlpsamini manipuleeritavaks. "Veel on veel tööd teha."