Все новости

Биохимики создали новую версию белка, который делает свет опасным для клеток

Его назвали SuperNova2

ТАСС, 17 декабря. Биохимики создали новую, более эффективную версию фототоксичного белка SuperNova, который делает свет смертельно опасным для культур клеток. Благодаря этому белок можно использовать гораздо шире, чем раньше, пишет пресс-служба Сколковского института науки и технологий. Статью с результатами разработки опубликовал International Journal of Molecular Sciences.

"Новый белок сочетает в себе высокую скорость и полноту созревания, что облегчает использование и делает его подходящим для широкого спектра молекулярно-биологических задач. Мы ожидаем, что SuperNova2 будет применим к широкому кругу экспериментальных моделей в качестве генетически кодируемого фотосенсибилизатора", – отметил один из авторов статьи, профессор Сколковского института науки и технологий Константин Лукьянов.

Фотосенсибилизаторами называют белки и другие органические молекулы, которые могут поглощать свет и использовать его энергию для производства атомарного кислорода и других агрессивных молекул, способных разрушать органику и живые клетки. Их широко используют в быту и промышленности.

Ранее Лукьянов и его коллеги выяснили, что живые клетки можно заставить производить подобные молекулы в больших количествах. Благодаря этому можно управлять жизнью популяций микробов или культур клеток млекопитающих. Первым прототипом подобного белка стала молекула KillerRed, которую российские ученые разработали в 2006 году.

Впоследствии японские биохимики создали усовершенствованную версию этого белка, которая получила название SuperNova. Ее структура была проще, не мешала жизни клеток при отсутствии света и была адаптирована для слияния с другими белковыми молекулами. Однако, как показали дальнейшие опыты, эффективность ее работы была относительно низкой.

Из-за этого с практической точки зрения белок был практически бесполезным. Российские биохимики решили эту проблему. Они обратили внимание, что "киллерские" способности подобных молекул зависят от того, с какой скоростью и как во время созревания белка в клетках меняются хромофоры. Так называют части белка, которые отвечают за окраску и взаимодействие белка со светом.

Руководствуясь этой идеей, ученые попытались создать улучшенную версию SuperNova. Для этого они детально изучили структуру этой части молекулы у него и его предшественника. Анализ показал, что значительная часть хромофор в них находилась в "незрелом" состоянии и поэтому они не могли взаимодействовать со светом и вырабатывать кислород.

Узнав об этом, Лукьянов и его коллеги попытались улучшить свойства SuperNova и KillerRed, случайно внося в них мутации и выращивая полученные вариации молекул внутри кишечной палочки, наблюдая за тем, как менялся цвет микробов и насколько красными они становились.

Этот подход позволил ученым создать новый вариант SuperNova – SuperNova2. Из-за небольшого набора мутаций он стал работать гораздо лучше: в результате его способность уничтожать клетки кишечной палочки и культуры раковых клеток человека увеличилась в четыре раза. В результате его можно гораздо шире применять на практике, в частности, SuperNova2 можно использовать для решения множества научных задач.