Рекордная яркость: разработан новый светящийся белковый индикатор передачи нервного импульса в головном мозге
Разработан новый светящийся белковый индикатор передачи нервного импульса в головном мозге
- Gettyimages.ru
- © Science Photo Library - SCIEPRO
В составе международного коллектива учёные Курчатовского института получили новый яркий белковый индикатор для визуализации процессов, которые происходят в нейронах головного мозга. Об этом сообщается в журнале International Journal of Molecular Science.
Разработанный учёными генетически кодируемый кальциевый индикатор представляет собой белок, состоящий из двух частей. Белок-сенсор «чувствует», как меняется концентрация кальция, а флуоресцентный белок «интерпретирует» эти данные в сигнал. Такие индикаторы позволяют наблюдать за некоторыми клеточными процессами в живом организме, в том числе за передачей нервного импульса в головном мозге.
«Уникальность нашей работы состоит в том, что для создания нового кальциевого индикатора в качестве флуоресцентной части был использован белок mNeonGreen. На данный момент он является одним из самых ярких флуоресцентных белков в области зелёного спектра. Его использование обеспечило нашему индикатору рекордную яркость, которая почти в 1,5 раза выше, чем у аналогов», — отметила инженер-исследователь ресурсного центра молекулярной и клеточной биологии Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий Алёна Николаева.
Как сообщила Алёна Николаева, светящийся белок mNeonGreen является производным белка, первоначально выделенного из европейского ланцетника Branchiostoma lanceolatum — низшего хордового животного, обитающего в океане.
Новый индикатор получил название NCaMP. Для изучения кинетических характеристик нового белка ген NCaMP был введён в геном модельного организма — бактерии Escherichia coli.
- Искусственный светящийся белок NCaMP7
- © НИЦ «Курчатовский институт»
После оптимизации несколькими раундами направленной эволюции была получена версия с наилучшими биохимическими характеристиками — NCaMP7.
После успешной проверки эффективности искусственного белка на нервных клетках начались эксперименты на животных. На конечном этапе были получены трансгенные животные, несущие в составе своей ДНК ген NCaMP7.
Результаты эксперимента подтвердили, что новый индикатор позволяет наблюдать за активностью нейронов коры головного мозга у мышей. Так белок примитивного морского животного оказался полезен для изучения сложнейших процессов передачи нервного импульса у млекопитающих, отметили исследователи.
«Осуществление такого масштабного мультидисциплинарного проекта стало возможным благодаря совместной работе экспертов из самых разных областей науки. В нём участвовали молекулярные биологи, биохимики, клеточные биологи, специалисты по рентгеновской кристаллографии и генной инженерии. Именно это объясняет обширность и глубину полученных результатов», — подчеркнула Алёна Николаева.
