В процессе жизнедеятельности клетки постоянно активизируют множество генов и белковых путей, и теперь люди смогли заставить их «записывать» историю этих событий в виде длинной белковой цепочки, которую впоследствии можно будет «прочитать».
Чтобы оценивать реакцию живых клеток на различные события — например, воздействие лекарства, — требуется отслеживать микроскопические изменения в их физиологии, связанные с производством новых белков или экспрессией новых генов.
Поскольку отслеживать их в режиме реального времени — скажем, с помощью флуоресцентных маркеров — довольно сложно, исследователи из Массачусетского технологического института (США) заставили клетки мышиного мозга «вести летопись» происходящих в них событий.
Естественно, такая запись делается не с помощью бумаги и чернил, а посредством особого самособирающегося белка, в который при определенных клеточных событиях добавляются новые блоки. Позже такой белок можно извлечь из клетки, пометить и рассмотреть под микроскопом, что позволит в точности реконструировать хронологическую цепочку.
Чтобы обеспечить «летопись», ученые заставили живую клетку вырабатывать белковые субъединицы, обладающие способностью к самосборке. Одна из таких субъединиц производилась постоянно, вторая — только при нужных событиях в клетке, таких как активация определенного гена. Иными словами, большую часть «белка памяти» составляли обычные субъединицы, с которыми связывались флуоресцентные метки одного цвета. Но если в цепочке появлялась точка другого цвета, значит, в этот момент был активирован нужный ген.
Пока методику опробовали лишь на одном конкретном гене, c-fos, в культуре клеток мышиного мозга и на живых мышах. Однако теоретически этот метод можно применять практически для любого гена или белка в любой клетке любого живого организма.
Единственное ограничение — размер записи: некоторые клетки слишком малы, чтобы вместить длинную белковую цепь без вреда для себя. Впрочем, и это ограничение можно обойти, уменьшив «временное разрешение» и замедлив синтез белковых единиц.
Исследование опубликовано в журнале Nature Biotechnology.