Пресс-центр / новости / Наука /

Быстро и безболезненно: новые флуоресцентные белки для наноскопии в живых клетках

Группа учёных из ИБХ РАН (Екатерина Серебровская, Ирина Шемякина, Нина Божанова, Алексей Котлобай, Надежда Гурская, Дмитрий Чудаков, Константин Лукьянов и Александр Мишин) совместно с коллегами из Швеции и США разработали быстрые фотопереключаемые красные флуоресцентные белки с низкой фототоксичностью для RESOLFT-микроскопии сверхвысокого разрешения. Работа, выполненная при поддержке РНФ, опубликована в журнале Nature Methods.

RESOLFT-наноскопия c использованием фотопереключаемых красителей — это один из самых многообещающих видов микроскопии сверхвысокого разрешения для живых клеток. Технически, микроскоп для RESOLFT схож с микроскопом для STED (метод отмечен Нобелевской премией), однако, вместо вынужденного излучения для перевода флуорофора в несветящееся состояние используется гораздо более эффективный процесс — фотоконверсия, поэтому необходимая интенсивность облучения образца значительно (на 4–6 порядков) ниже.

Фотоконверсия — процесс, который делает новые фотопереключаемые белки незаменимыми для RESOLFT-наноскопии. Рисунок из публикации в Nature Methods.

«Чтобы метод работал в живых клетках, нужны специальные фотопереключаемые флуоресцентные белки. До последнего времени только несколько зеленых флуоресцентных белков работали в RESOLFT по-настоящему хорошо, без устали переключаясь между темновым и флуоресцентным состояниями сотни раз. К сожалению, для такого переключения зеленых белков необходим синий или даже ультрафиолетовый свет, чрезвычайно токсичный для живых клеток. Это настоящая проблема, сводящая на нет все преимущества метода», — поясняет Александр Мишин. — «Нам удалось создать красные флуоресцентные белки, которые переключаются под действием щадящего оранжевого и зеленого света».

Разработанный флуоресцентный белок поднимает методы наноскопии на новую высоту. Рисунок из публикации в Nature Methods.

«Как STED, так и RESOLFT-микроскопия совершенно не развиты в России. Мы нашли потрясающего коллаборатора из Швеции — Иларию Тесту. Илария применила белки в новейшей версии RESOLFT-микроскопа, еще сильнее снижающего дозу облучения живого образца. Наша совместная работа является, без преувеличения, настоящим прорывом в развитии RESOLFT-наноскопии живых клеток. Новые белки превосходят ближайших конкурентов по всем параметрам: они переключаются быстрее и снижают фототоксический эффект за счет использования зеленого света», — отметил Александр.

Новые фотопереключаемые флуоресцентные белки rsFusionRed1, rsFusionRed2 и rsFusionRed3 созданы на основе разработанного ранее в ИБХ РАН красного флуоресцентного белка FusionRed. Результаты работы, выполненной при поддержке гранта РНФ 16-14-10364, опубликованы в журнале Nature Methods.

10 июля