Новые белковые метки NovoTags позволяют наблюдать молекулы внутри живых клеток
Группа исследователей из Института дизайна белков Baker Lab, исследовательского кампуса Janelia и Европейской лаборатории молекулярной биологии EMBL Heidelberg представила новый класс искусственных флуоресцентных белковых меток NovoTags. Эти метки позволяют точно находить определённые белки внутри человеческих клеток и изучать их взаимодействия с помощью современных методов микроскопии.
Проблема наблюдения за отдельными молекулами в клетке сравнима с поиском конкретного человека в мегаполисе. Клетка содержит миллионы движущихся молекул, и выделить среди них нужный белок — сложная задача. NovoTags решают её: это небольшие искусственные белки, которые генетически присоединяются к изучаемым белкам. Затем они связываются со специальными флуоресцентными красителями Janelia Fluor (JF), делая молекулы видимыми под микроскопом.
Первая группа NovoTag-связывающих белков разработана для работы с тремя красителями, работающими в разных диапазонах видимого спектра. Это позволяет одновременно отслеживать несколько типов белков. Более того, комбинируя информацию о цвете свечения и времени его сохранения (FLIM), можно различать до 30 различных белков в одном эксперименте.
Дополнительно учёные создали расширение NovoSplit. В этой версии метка разделена на две части, каждая из которых присоединяется к отдельному белку. Добавление красителя JF действует как молекулярный переключатель, заставляя части собраться вместе. Исследователи могут контролировать момент взаимодействия между белками, что важно для изучения динамических процессов.
Испытания проводились на человеческих клетках HeLa с использованием STED-микроскопии сверхвысокого разрешения и FLIM. Разработчики также рассматривают применение NovoSplit в крио-корреляционной световой и электронной микроскопии (cryo-CLEM), что позволит одновременно видеть расположение молекул и их ультраструктуру.
Создание NovoTags стало возможным благодаря моделям искусственного интеллекта для дизайна белков, таким как RFdiffusion и LigandMPNN. Последовательности меток и соответствующие красители уже доступны научному сообществу для дальнейших исследований.
