Специалисты Сколтеха, Института биоорганической химии РАН и МГУ провели детальное исследование фотоконверсии зеленого флуоресцентного белка (GFP), в ходе которого изучили его трансформацию из зеленой в красную форму под воздействием света. Это открытие способно значительно расширить возможности применения GFP в современных биотехнологиях.
GFP: от медузы к революции в науке
Зеленый флуоресцентный белок, обнаруженный у медуз, произвел переворот в биологии, став первой генетически кодируемой меткой. Его уникальные свойства позволили визуализировать процессы внутри клеток, что ускорило развитие молекулярной биологии. Еще в 1997 году ученые выявили способность GFP менять цвет на красный в бескислородных условиях, однако механизм этого явления долгое время оставался загадкой из-за нестабильности промежуточных форм.
Компьютерное моделирование как ключ к разгадке
В ходе работы исследователи смогли идентифицировать промежуточные спектральные состояния белка и предложить модели структур хромофора на каждом этапе трансформации. Инновационные расчеты позволили впервые описать молекулярный механизм фотоконверсии, открыв путь к управлению этим процессом.
Перспективы практического применения
Профессор Сколтеха Константин Лукьянов подчеркивает важность открытия для решения прикладных задач: «Изучение фотоконверсии поможет преодолеть ограничения в микроскопии, связанные с выцветанием GFP. Кроме того, изменения интенсивности свечения могут стать маркером уровня кислорода в клетках или наличия окислительного стресса. Это также проливает свет на эволюцию белков: возможно, их изначальной функцией была защита от УФ-излучения или участие в электронном транспорте».
Новые горизонты для биотехнологий
Результаты исследования не только углубляют понимание свойств GFP, но и создают основу для разработки новых инструментов в биоинженерии и медицине. Управление цветовыми переходами белка открывает возможности для создания более точных сенсоров и улучшения методов визуализации клеточных процессов.
Изображение авторов исследования
Источник: scientificrussia.ru
