Впервые исследователи разработали успешный подход к идентификации белков внутри различных типов нейронов мозга живого животного.
Исследование будет опубликовано 11 августа в журнале Nature Communications .
В новом исследовании ученые разработали вирус, который отправляет фермент в определенное место в мозге живой мыши. Полученный из соевых бобов фермент генетически маркирует соседние белки в заранее определенном месте. После проверки метода путем визуализации мозга с помощью флуоресцентной и электронной микроскопии исследователи обнаружили, что их метод позволяет сделать снимок всего набора белков (или протеома) внутри живых нейронов, который затем может быть проанализирован посмертно с помощью масс-спектроскопии.
«Подобная работа была проделана и раньше в клеточных культурах. Но клетки в чашке не работают так же, как в мозге, и у них разные белки в одних и тех же местах, делающие одно и то же, — говорит Евгений Козоровицкий, старший автор исследования. — Гораздо сложнее проделать эту работу в сложной ткани мозга мыши. Теперь мы можем использовать это протеомное мастерство и применить его в более реалистичных нейронных цепях с превосходным генетическим сцеплением».
Химически маркируя белки и их соседей, исследователи теперь могут видеть, как белки работают в определенной контролируемой области и как они взаимодействуют друг с другом в протеоме. Наряду с вирусом, несущим фермент сои, исследователи также использовали свой вирус для переноса отдельного зеленого флуоресцентного белка.
«По сути, вирус действует как сообщение, которое мы доставляем, — сказал Козоровицкий. -В этом случае сообщение содержало этот особый фермент соевых бобов. Затем в отдельном сообщении мы отправили зеленый флуоресцентный белок, чтобы показать, какие нейроны были помечены. Если нейроны зеленые, то мы знаем, что фермент сои экспрессируется в этих нейроны».
В то время как генетический таргетинг полностью изменил биологию и нейробиологию, таргетинг белковый серьезно отстает. Исследователи могут амплифицировать (увеличивать число копий) и секвенировать гены и РНК, чтобы определить их точные строительные блоки. Однако белки нельзя амплифицировать и секвенировать таким же образом. Вместо этого исследователи должны разделить белки на пептиды, а затем снова собрать их вместе, что является медленным и несовершенным процессом.
Теперь, когда эта новая система готова к работе, исследователи могут применить ее к мышам, моделирующим болезнь, чтобы лучше понять неврологические заболевания.
На фото: экспрессия белка в мозге мыши для масс-спектрометрического анализа, визуализированного с помощью флуоресцентной микроскопии. На изображениях показан сагиттальный разрез полосатого тела мыши. Синий — контур мозга. Зеленым и пурпурным цветом показаны селективно меченые белки для масс-спектрометрического анализа
11.08.2021
Елена Краснова
Нет комментариев