Новые флуоресцентные метки обеспечивают более чёткую визуализацию процессов в живых клетках

Благодаря исследованию учёных из Института органической химии и биохимии Чешской академии наук (IOCB Prague) стало возможным более эффективно, чем когда-либо, наблюдать за процессами в живых клетках, включая реакции на лекарства и изменения клеточных структур.

На иллюстрации показан общий эффект гашения флуоресценции триазиниевых солей, который можно «включить» с помощью биосовместимых реакций. Автор: Вероника Шлахтова и др.

Исследователи разработали новый тип флуоресцентных меток, гарантирующий получение более контрастных и чётких изображений с помощью флуоресцентной микроскопии. Это открытие важно для медицины, фармацевтической промышленности и других областей.

Работа, выполненная группой под руководством Милана Врабеля и Томаша Сланины из IOCB Prague в сотрудничестве с группой химической биологии Петера Келе из Венгрии, опубликована в Journal of the American Chemical Society.

Как работают новые флуоресцентные метки

Вновь разработанные флуоресцентные метки становятся видимыми только тогда, когда связываются именно там, где задумано, то есть с целевой молекулой. В результате клетки больше не нужно многократно промывать в растворе для удаления избытка флуоресцентного красителя, что снижает затраты.

В текущих условиях красители часто связываются там, где не нужны, что осложняет наблюдение и делает процесс более дорогим. Всё эффективно флуоресцирует, и очень трудно зафиксировать конкретное интересующее место.

Исследователям удалось создать флуоресцентные метки, которые обеспечивают чёткую картину клеточных процессов с помощью фторогенных триазиниевых зондов. Триазиниевые соли надёжно подавляют нежелательную флуоресценцию.

Таким образом, клетка, меченная разработанным зондом, не флуоресцирует и становится флуоресцентной в выбранном месте только после протекания определённой химической реакции. В таких случаях учёные видят только то, что действительно намеревались наблюдать.

Преимущества и потенциальное применение

«Значительным преимуществом новой технологии является её универсальность, — объясняет первый автор исследования, постдокторант IOCB Prague Вероника Шлахтова. — Наш метод работает во всём видимом спектре, от синего до дальнего красного. Благодаря меткам разного цвета мы можем одновременно отслеживать несколько клеточных структур в рамках одного эксперимента».

Зонды также можно относительно легко приготовить, что делает их потенциально пригодными для будущего коммерческого использования.

Флуоресцентная микроскопия широко используется в современной биологии, медицине и фармацевтической промышленности. Этот метод позволяет наблюдать процессы внутри клеток, такие как движение белков, действие лекарств или изменения клеточных структур. Технология также подходит для изучения углеводных структур на поверхности клетки, которые играют роль в иммунных ответах, инфекциях и метастазировании рака.

«Высококачественная и надёжная флуоресцентная маркировка облегчает повседневную работу в лаборатории, а также обеспечивает данные более высокого качества. В долгосрочной перспективе это может ускорить тестирование лекарств или позволить более точно отслеживать молекулярные процессы в клетках», — говорит автор-корреспондент исследования доктор Милан Врабель из IOCB Prague.

Благодаря сочетанию высокой чувствительности, простоты приготовления и широкого цветового спектра новый метод имеет потенциал стать частью рутинной практики многих исследовательских лабораторий.

Источник: Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS

Интересный факт: Флуоресцентная микроскопия, позволяющая «подсветить» отдельные белки или структуры в клетке, стала одним из краеугольных камней современной клеточной биологии. За разработку суперразрешающей флуоресцентной микроскопии, преодолевшей дифракционный предел, Эрик Бетциг, Штефан Хелль и Уильям Мёрнер получили Нобелевскую премию по химии ещё в 2014 году. Новые метки, подобные чешским, продолжают эту традицию, делая наблюдение за живыми системами ещё более точным и доступным.