Bilim adamları benzersiz bir "ışıldayan" protein tasarladılar
Harika, bilim adamları benzersiz bir "ışıldayan" protein tasarladılar! Moskova Fizik ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki biyofizikçiler, yeni bir floresan protein oluşturmak için Fransa ve Almanya'dan bilim insanlarıyla işbirliği yaptı. Ultraviyole ve mavi ışık altında ışık yaymasının yanı sıra çok küçüktür ve yüksek sıcaklıklarda kararlıdır. Araştırma sonuçları "Fotokimya ve Fotobiyoloji Bilimi" dergisinde yayınlandı.Bu protein floresan mikroskopi vaadine sahiptir.Bu teknoloji kanser, bulaşıcı hastalıklar ve organ gelişimi üzerine araştırmalar için kullanılır.
Floresan mikroskobu, uyarılmış ışıldamaya dayanan canlı dokuları incelemek için bir yöntemdir. Spesifik dalga boylu lazer ışınlaması altında, bazı proteinler farklı dalga boylarında ışık yayarlar. Bu indüklenen "ışıma", özel bir mikroskopla analiz edilebilir. Araştırmacılar, bu flüoresan proteini diğer proteinlere bağlanarak, ikincisini mikroskop altında görünür kılmak ve hücrelerdeki davranışlarını gözlemlemek için genetik olarak değiştirdiler. Floresan mikroskopisinin bilimsel değeri o kadar yüksek oldu ki, keşfi için bir Nobel Ödülü verildi. Diğeri, yöntemin doğruluğunu kökten iyileştirdiği için Nobel Ödülü'ne layık görüldü.
Şimdiye kadar, bu gözlem için kullanılan floresan proteinin birkaç dezavantajı vardır. Isıya duyarlıdırlar, oldukça büyüktürler ve sadece oksijen varlığında ışık yayarlar. MIPT Membran Sistemi Yapısal Analiz ve Mühendislik Laboratuvarı makalesinin ilk yazarı Vera Nazarenko şunları söyledi: Öncelikle protein analoglarından daha fazla ısıya dayanıklıdır, sadece 68 derecede denatüre olur. Ayrıca minyatürdürler ve şu anda kullanılan floresan proteinlerin çoğu daha büyüktür. En önemlisi, oksijen yokluğunda ışık yayabilir.Araştırma ekibi, bu proteini başlangıçta termofilik bakteri hücrelerinde keşfetti a.
Bu tür bakteriler, kaplıcalar gibi yüksek sıcaklık ortamlarında yaşar. Daha sonra araştırmacılar, proteinin floresan kısmını kopyalayan ancak molekülü daha büyük hale getirecek diğer kısımlarını kopyalayan genetik mühendisliği yoluyla bir DNA dizisi tasarladılar. Araştırma ekibi, proteini kodlayan geni başka bir bakteri olan Escherichia coli'nin hücrelerine sokarak, onu benzersiz özelliklere sahip floresan proteinlerin üretimi için büyük ölçekli bir fabrikaya dönüştürdü. Canlı hücrelerde meydana gelen süreçleri inceleyen araştırmacılar, bu temel özellikleri birleştiren bir proteini bekliyorlardı. Hücrelere eklenerek, artık hücre yaşamı ve ölümü hakkında temel veriler elde edilebilir.
Birkaç örnek vermek gerekirse, floresan mikroskobu, kötü huylu tümörlerin oluşum ve gelişim mekanizmasını incelemek için en iyi araçlardan biri olarak kabul edilir ve ayrıca hücre sinyalleri ve organ gelişimini incelemek için çok yararlıdır. Daha önce floresan mikroskopide kullanılan yığınsal ve termal olarak kararsız proteinler, bu yöntemin uygulanmasını sınırlandırmış MIPT ekibi sayesinde bu engel ortadan kaldırılmıştır.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)
Fotooksijen voltaj (LOV) alanı bitkiler, bakteriler ve mantarlardaki fotoreseptörlerin korunmuş bir parçasıdır, flavonoidleri kromoforlar olarak bağlar ve mavi ışığı algılar. LOV alanının varyasyonu, bir floresan raportör proteine dönüştürüldü.Anaerobik koşullar altında floresansı, hızlı katlanma kinetiği ve küçük boyutu nedeniyle, biyolojik süreçler için umut verici bir gerçek zamanlı kantitatif analiz ve raporlama sistemidir.
Termostabil flavin bazlı floresan protein CagFbFP, çözünür LOV alanından histidin kinaz ve termofilik bakteri Chloflurexus'tan agregalar içerir.Sinyal transdüksiyonundan sorumlu olan LOV fotoreseptör proteinindeki anahtar kalıntı, iki konformasyona sahiptir. Moleküler dinamik simülasyonları, bu iki konformasyonun hızla birbirine geçebileceğini göstermektedir. 1.22 A çözünürlükte doğal tipte kloroflurexus polimerinin LOV alanının kristal yapısının belirlenmesi, glutamin yan zincirinin iki alternatif konformasyonunun varlığını doğruladı. Genel olarak, stabilitesi ve kolay kristalliği nedeniyle proteinin, LOV alanı için ultra yüksek çözünürlüklü bir yapı araştırması ve floresan raportör materyali olması beklenir.
Brocade Garden Araştırma / Gönderen: Moskova Fizik ve Teknoloji Enstitüsü
Referans dergisi "Fotokimya ve Fotobiyolojik Bilimler"
DOI: 10.1039 / c9pp00067d
Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
