Исслeдoвaтeли из унивeрситeтa Кoлумбии сoвeршили бoльшoй шaг впeрeд в рaзрaбoткe визуaлизaции кoмплeкснoгo метаболизма белка в живых системах, с высоким разрешением и минимальным вмешательством, что является давней целью научного сообщества.
В недавнем исследовании, опубликованном в издании ACS Chemical Biology, доцент Вей Мин с командой сообщили об использовании метода световой микроскопии для обнаружения локаций, где вырабатываются новые белки и где разлагаются старые белки, в живых тканях и животных.
Белки имеют множество биологических функций. Биологи давно выяснили, что новые белки производятся, а старые разрушаются в соответствии с метаболической активностью живых организмов. Многие комплексные физиологические и болезнетворные процессы включают синтез и разложение белка в пространстве и времени. Например, формирование долговременной памяти требует синтеза активнозависимого белка в специфических нейронах, в то время как разрушительная болезнь Хантингтона часто разрушает пути разложения белка в клетках.
Технически визуализировать метаболизм белка весьма проблематично, особенно в живых системах. Прежние методы, использующие радиоактивные аминокислоты, работают только с мертвыми тканями. Визуализирующая масс-спектрометрия является инвазивной, и потому также не совместима с живыми системами. Технологии на основе флуоресценции, использующие неестественные аминокислоты, в целом требуют нефизиологической фиксации клеток.
Для решения этой проблемы ученые использовали новую комбинацию химической маркировки и физической детекции. В частности, они совместили лазерную технологию под названием микроскопия на базе стимулированного рамановского рассеяния, с метаболической маркировкой дейтеризованных аминокислот с помощью естественных клеточных установок для синтеза белков.
Основные преимущества новой технологии — в отсутствии токсичности и минимальной инвазивности. Ученые видят широкие возможности для ее применения в диагностике и терапевтической визуализации.
