Раскрыт механизм селективного окрашивания нейронов флуоресцентным зондом NeuO
NeuO фосфорилируется PAK6 специфически внутри нейронов, что приводит к усилению интенсивности флуоресценции и способствует накоплению флуоресцентных молекул внутри нейрональных клеток. Автор: Korea Brain Research Institute
Секрет NeuO (нейронального селективного флуоресцентного зонда), который точно идентифицирует и флуоресцентно окрашивает только нейроны, наконец раскрыт. Исследовательская группа под руководством профессора Йон-Тэ Чанга из химического факультета POSTECH и доктора Бомсу Кима из исследовательской группы нейронных цепей Корейского института исследований мозга выяснила механизм селективного окрашивания нейронов с помощью NeuO. Это исследование было опубликовано в журнале Angewandte Chemie International Edition.
NeuO — это уникальное флуоресцентное вещество, которое окрашивает только живые нейроны у различных животных, от мышей до людей. Эта молекула, впервые разработанная в 2015 году, уже коммерчески доступна и широко используется исследователями по всему миру. Однако принцип того, как NeuO избирательно воздействует на нейроны мозга, чтобы излучать флуоресценцию, долгое время оставался загадкой, что ограничивало применение NeuO.
Чтобы раскрыть этот секрет, исследовательская группа выдвинула четыре гипотезы: гипотезу о том, что NeuO непосредственно связывается с нейрональными белками, гипотезу о том, что он может проникать только в нейроны через специфические каналы в клеточной мембране, гипотезу о том, что NeuO проникает во все клетки, но активно выкачивается из ненейрональных клеток, и гипотезу о том, что химическая структура NeuO модифицируется специфическим ферментом только внутри нейронов.
После проверки каждой гипотезы по очереди механизм селективного окрашивания NeuO объяснила четвертая гипотеза. Исследовательская группа обнаружила, что NeuO претерпевает особые химические изменения исключительно внутри нейронов под действием фермента PAK6 (серин/треонин-протеинкиназа PAK6, фермент фосфорилирования белков).
Эта химическая реакция, называемая фосфорилированием, представляет собой процесс, в котором фосфатные группы связываются с белками или молекулами. В ходе этого процесса фосфорилирования NeuO становится более флуоресцентным и остается внутри нейронов, не покидая клетки. Другими словами, NeuO превращается в «светоизлучающую молекулу», когда встречается со специфическими ферментами внутри нейронов и накапливается внутри клеток, тем самым усиливая свою флуоресценцию.
Профессор Йон-Тэ Чанг и доктор Бомсу Ким, руководившие исследованием, заявили: «Это исследование выходит за рамки академического достижения по разгадке механизма селективного окрашивания NeuO, который оставался нерешенной загадкой в течение 10 лет, и открывает путь для более точного отслеживания и изучения живых нейронов в мозге на основе специфической для клеток ферментативной активности. Это также будет чрезвычайно полезно для разработки методов окрашивания нейронов для диагностики дегенеративных заболеваний мозга, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона».
Больше информации: Beomsue Kim et al, Unraveling the Mode of Action of a Neuron‐Specific Fluorescent Probe, NeuO: Intracellular Phosphorylation Through PAK6 Kinase, Angewandte Chemie International Edition (2025). DOI: 10.1002/anie.202511160
0 комментариев