Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) и Института биофизики Сибирского отделения РАН всесторонне изучили белок беровин, который содержится в клетках одного из древнейших животных на планете - гребневика (Beroe abyssicola). Полученные данные об интенсивности светового сигнала, испускаемого этим белком-фотопротеином, помогут в дальнейшем использовать его молекулы в качестве маркеров для поиска и тестирования новых противораковых препаратов на линиях клеток человека и животных, сообщили в среду в пресс-службе Минобрнауки РФ.
"В биолюминесцентных организмах гены "живого света" экспрессируются, то есть, превращаются в белок, в специальных клетках - фотоцитах, которые, в свою очередь, собраны в органы свечения - фотофоры. Когда фотопротеины уже получены в виде рекомбинантных белков, их можно использовать в качестве маркерных молекул. Например, визуализировать с их помощью различные процессы в живых организмах или в отдельных тканях в условиях лаборатории, допустим, пометить клетки раковой опухоли, а потом наблюдать за ее ростом или уменьшением", - приводит пресс-служба слова научного сотрудника лаборатории биолюминесцентных биотехнологий СФУ Людмилы Бураковой.
Чтобы количественно оценить световой сигнал и достичь оптимальной яркости "живого света" для "подсвечивания" молекулами беровина клеток животного или человека, важно знать квантовый выход биолюминесцентной реакции - величину, показывающую, сколько молекул белка могут испускать кванты света. Для каждого вида белка этот показатель индивидуален. Работа ученых сосредоточилась вокруг определения квантового выхода беровина. Такого рода исследование проведено впервые в России для рекомбинантных фотопротеинов гребневиков. Хотя беровин клонировали в начале 2000-х годов, и он считается наиболее исследованным фотопротеином гребневиков, механизм его работы пока изучен недостаточно.
"Мы получили рекомбинантный беровин высокой степени очистки, количественно определили его аминокислотный состав, точно рассчитали необходимую для свечения концентрацию, измерили его биолюминесцентную активность и определили квантовый выход реакции. Кроме того, наш коллектив посчитал, насколько сильно этот белок поглощает свет заданной длины волны. Также мы узнали оптимальные условия свечения относительно кислотно-щелочного баланса (рН) и линейный диапазон биолюминесцентного сигнала при разведении белка в разных концентрациях", - уточнила Буракова.
Гребневик обитает в водах мирового океана. В последние годы его ареал расширился из-за случайного заноса грузовыми судами в акватории Черного и Балтийского морей. Его устройство достаточно примитивно - это легкие, прозрачные существа, обладающие гребными пластинами, предназначенными для передвижения. У них отсутствуют сердце и скелет, однако есть нервная система и способность к свечению - биолюминесценция.