В Петербурге создали сенсоры для изучения мембранного потенциала клеток

Лазеры в науке Комментарии к записи В Петербурге создали сенсоры для изучения мембранного потенциала клеток отключены

Ученые из Петербурга создали белки-сенсоры с усиленным свечением для изучения мембранного потенциала клеток, которые играют ключевую роль в нервных импульсах, мышечном сокращении и других процессах, необходимых для функционирования организма. Разработка может использоваться при создании лекарств, медицинских исследованиях мозга и сердца, сообщили ТАСС в пресс-службе Санкт-Петербургского государственного университета.

«Полученные нами белки-сенсоры — мутантные формы археоропсина-3 (фоточувствительный мембранный белок — прим. ТАСС) — имеют ряд преимуществ по сравнению с уже известными вариантами. Они обладают значительно более яркой флуоресценцией, для их активации можно использовать «красный» лазер, поскольку нам удалось сдвинуть спектр их поглощения в длинноволновую область. Такое излучение лучше проникает в биологические ткани, что более перспективно для последующего применения этих белков в медицине», — привели в пресс-службе слова научного сотрудника кафедры медицинской химии СПбГУ Дмитрия Николаева.

В работе также принимали участие ученые из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого и Санкт-Петербургского Академического университета РАН им. Ж. И. Алферова.

По данным пресс-службы, клеточная мембрана представляет собой особую структуру, состоящую из белков и липидов, которая отделяет содержимое клетки живого организма от внешней среды и позволяет сохранить ее целостность. Мембранный потенциал клеток изучают при помощи специальных флуоресцентных белков, которые вводятся в клетку и начинают светиться под воздействием света. Интенсивность свечения определяется величиной мембранного потенциала, что позволяет наблюдать за процессами в клетке в режиме реального времени. Однако из-за слабого сигнала возможности применения флуоресцентных белков-сенсоров ограничены.

«В предыдущих исследованиях более яркие варианты сенсоров мембранного потенциала на основе археородопсина-3 находили, используя метод направленной эволюции, то есть имитируя процесс эволюции «в пробирке». Мы использовали набор относительно ярких мутантных форм этого белка, полученный ранее, и построили их «цифровые двойники» с помощью методов квантовой химии и биоинформатики. Это позволило определить отличия между разными формами белков и предложить новые — более яркие — варианты сенсоров для изучения мембранного потенциала», — привели в пресс-службе слова доктора химических наук, доцента кафедры медицинской химии СПбГУ Михаила Рязанцева.

Перспективы

Как отметили в университете, усовершенствованные варианты сенсоров могут применяться в биомедицинских исследованиях, в том числе при изучении работы мозга и сердца с помощью флуоресцентного микроскопа. Разработка ученых позволит отслеживать даже самые быстрые изменения потенциала отдельных нейронов. Кроме этого, она может быть полезна при разработке лекарств для лечения заболеваний мозга, таких как болезнь Паркинсона и эпилепсия, при создании препаратов для терапии сердечно-сосудистых заболеваний, а также для диагностики различных патологий.

Рекомендуем для Вас


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.rf.mail@yandex.ru

Back to Top