В ИБХ РАН ведутся исследования белков в нескольких лабораториях

В лаборатории Молекулярных технологий для биологии и медицины под руководством доктора биологических наук, члена-корреспондента РАН С.А. Лукьянова работают над изучением свойств и поиском путей использования флуоресцентных разноцветных белков. Они были обнаружены в морских кораллах. До этого американским учёным уже удалось открыть зелёный флуоресцентный белок в медузе (ГФП). Уникальность ГФП состоит в том, что он образует светящийся хромофор без какого-то внешнего воздействия. То есть это белковая молекула, которая внутри себя в результате внутримолекулярной реакции формирует ядро, способное светиться зелёным под воздействием синего света. Если ген зелёного белка перенести в другой организм, то он тоже будет зелёным. Таким образом, был найден прекрасный маркер, уникальный инструмент для биохимиков: геном зелёного белка метят клетки, они начинают светиться, и за ними можно наблюдать. Однако возможности такого наблюдения ограничивались наличием всего одного флуоресцентного белка, к тому же нельзя было наблюдать за различными процессами параллельно.

В лаборатории Молекулярных технологий для биологии и медицины стали искать белки, которыми можно было бы пометить одновременно разные участки клетки и параллельно наблюдать за разными белками.

Разноцветные белки — от синего до красного, жёлтого, зелёного — обнаружили у морских кораллов. Причём, удалось найти такие, которые изменяют свой цвет под воздействием света определённой длины волны.

На основе новых флуоресцентных белков удалось сконструировать принципиально новые инструменты исследования, например белковые флуоресцентные сенсоры, которые могут «ощущать» концентрации различных веществ, меняя свой спектр, а также белки, которые выделяют какие-то ядовитые вещества в ответ на облучение светом, убивая при этом определённые клетки, в которых они находятся. Возник богатый набор технологий, которыми сегодня пользуются в протеомике. Например, для создания новых лекарственных препаратов с помощью широкого скрининга разных веществ.

Скажем, известно, что опухоль возникает в организме, потому что начинает действовать онкоген. Надо его работу прекратить с помощью какого-либо вещества — потенциального лекарства. Работа гена регулируется определённым участком ДНК, промотором, стоящим впереди этого гена. Если под контроль такого участка ДНК поставить не данный онкоген, а цветной флуоресцентный белок, то клетка, выделяющая онкоген,

окрасится в определённый цвет. Если затем поместить исследуемые клетки в пробирки и в каждую добавить определённый препарат, то там, где цвет исчезнет, и находится потенциальное лекарство.

Фотография кораллового полипа Discosoma, содержащего красный флуоресцентный белок. Этот белок, охарактеризованный в ИБХ, стал первым известным красным флуоресцентным белком

111

Фотография пробирок с рекомбинантными флуоресцентными белками и хромобелками коралловых полипов (слева направо): голубой, зелёный, жёлтый и красный флуоресцентные белки, фиолетово-синие нефлуоресцентные хромобелки. Сверху - при дневном освещении; снизу - освещение ультрафиолетовым светом, возбуждающим флуоресценцию

* ' «

л

* *

А-

♦ «

Микрофотография гидроидной медузы Phialidium. Видна яркая жёлто-зелёная флуоресценция, определяемая флуоресцентными белками

Многоцветное мече-ние живых клеток с помощью флуоресцентных белков. В центре -клетка, содержащая зелёный флуоресцентный белок в цитоплазме (показано зелёным), дальне-красный флуоресцентный белок в ядрышках (показано синим) и фотоак-тивируемый красный флуоресцентный белок в митохондриях (показано красным). Буквы «FP» (показано жёлтым) были написаны лазером с использованием локальной фотоактивации красного флуоресцентного белка в митохондриях. Изображение получено с помощью лазерного сканирующего конфокального микроскопа

www.tm-magazin ,ru 5