logo

Пользовательского поиска

Sunday 23rd of September 2018

Американские ученые многократно усилили яркость флуоресцентных датчиков

PDF Печать E-mail
Актуальные темы - Нанотехнологии в медицине и биологии
16.08.2010 11:31

 

 

Ученые Центра молекулярных биосенсоров и визуализации (Molecular Biosensor and Imaging Center) Университета Карнеги-Меллон (Carnegie Mellon University) усилили яркость группы флуоресцентных датчиков, называемых флуоромодулями, которые используются для мониторинга биологичесокй активности отдельных белков в режиме реального времени. Последнее достижение ученых улучшает их метод флуоромодулей, заставляя датчики светиться на порядок ярче, чем обычные флуоресцентные белки. Новые флуоромодули от пяти до семи раз ярче, чем усиленный зеленый флуоресцентный белок (enhanced green fluorescent protein - EGFP). Разработка открывает новые возможности в биологической визуализации.

 

2

 

Клетки дрожжей, помеченные флуоромодулями (слева) светятся ярче (справа), когда ученые инкорпорируют в комплекс флуоромодуля дайдроны. Флуоромодули на снимке экспрессируются на поверхности клетки. (Credit: Carnegie Mellon University Molecular Biosensor and Imaging Center)

 

В статье, опубликованной на сайте журнала Journal of the American Chemical Society, ученые из MBIC представили новый класс основанных на дендритах флуорогенных красителей, названных дайдронами (dyedrons), которые усиливают сигнал, излучаемый их флуоромодулями.

«Используя концепции, взятые из химии (такой же принцип применяется в квантовых точках и солнечных батареях), мы смогли создать структуру, действующую в качестве антенны, интенсифицирующей флуоресценцию всего флуоромодуля», - говорит Марсель Брухец (Marcel Bruchez), директор программы MBIC.

Флуоромодули, разработанные в MBIC, состоят из красителя-флуорогена и флуороген-активирующего белка (fluorgen-activating protein - FAP). Белок FAP генетически экспрессируется в клетке и связан с белком, представляющим интерес для исследования, в котором он не светится до тех пор, пока не приходит в контакт со связанным с ним флуорогеном. При взаимодействии белка и красителя комплекс начинает флуоресцировать, позволяя ученым легко проследить за белком на поверхности и внутри живой клетки.

Чтобы сделать флуоромодули ярче, исследователи усилили сигнал одного из созданных ими датчиков. Они связали один из своих стандартных флуорогенов, малахитовый зеленый, с другим красителем, Cy3, в единый комплекс. Дайдрон основан на специальном типе древовидных структур, называемых дендритами, с одной молекулой малахитового зеленого, функционирующей как ствол, и несколькими молекулами Cy3 в качестве ветвей.

 

 

Два красителя имеют перекрывающиеся спектры эмиссии и поглощения – Cy3 обычно излучает энергию на длине волны, на которой малахитовый зеленый ее поглощает – и это позволяет красителям эффективно перераспределять энергию между собой. Когда молекулы красителя Cy3 возбуждаются источником света, таким как лазер, они немедленно отдают свою энергию возбуждения малахитовому зеленому, усиливая его сигнал.

Каждый дайдрон имеет размер около 1-2 нанометров и 3000 г/моль. Очень яркие, но очень маленькие частицы красителя позволяют ученым расширить возможности визуализации живых клеток. Ранее при проведении экспериментов с использованием флуоресцентной микроскопии им нужно было либо увеличивать интенсивность лазерного излучения, либо помечать исследуемый белок несколькими копиями флуоресцентной метки. Оба метода могут привести к изменению биологии изучаемых систем как за счет более интенсивной энергии лазера, так и за счет увеличенного веса, вызванного многочисленными метками, добавленными к белку. Новый подход обеспечивает использование одной компактной белковой метки с усилением сигнала посредством только незначительного увеличения молекулы красителя.

3Основанные на дендритах флуорогенные красители состоят из нескольких цианиновых (Cy3) доноров, связанных с акцептором (одной молекулой малахитового зеленого), и флуоресцируют только когда малахитовый зеленый нековалентно, но специфически связывается с одноцепочечным антителом. Такие проникающие в клетку дайдроны эффективно используют внутримолекулярный перенос энергии и усиливают флуоресценцию хромофоров малахитового зеленого, активируемых связыванием с антителом. Усиленные хромофоры в сочетании с оптимизированным учеными антителом могут значительно увеличить флуоресцентную эмиссию, генерируемую дайдрон-белковым комплексом, и сделать яркость в несколько раз больше, чем у отдельных флуоресцентных белков и малых целевых молекул флуорофоров. (Фото: pubs.acs.org)

Сейчас ученые из MBIC используют флуоромодули для изучения белков на поверхности клетки и надеются перейти к внутриклеточному применению технологии в ближайшем будущем. Кроме того, они собираются создать дайдроны для других своих FAP/краситель-комплексов.

 

 

Аннотация к статье:

 

Источник: NanoNewsNet

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday422
mod_vvisit_counterYesterday1661
mod_vvisit_counterThis week422
mod_vvisit_counterLast week13330
mod_vvisit_counterThis month27391
mod_vvisit_counterLast month26517
mod_vvisit_counterAll days4117797

We have: 94 guests, 12 bots online
Your IP: 54.162.159.33
 , 
Today: Сен 23, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.