Eine Gruppe von Biophysikern des Moskauer Instituts für Physik und Technologie MIPT hat mit Kollegen aus Frankreich und Deutschland ein neues "leuchtendes" fluoreszierendes Protein entwickelt.
Die Forscher glauben dieses neue Protein kann bahnbrechende Eigenschaften haben, die es ihm ermöglichen, die Erforschung von Infektionskrankheiten, Organentwicklung und Krebs durch die Methode der Fluoreszenzmikroskopie voranzutreiben.
Das Team veröffentlichte seine Ergebnisse in der Zeitschrift Photochemische und Photobiologische Wissenschaften.
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Was ist Fluoreszenzmikroskopie?
Die Fluoreszenzmikroskopie verwendet induzierte Lumineszenz, um lebendes Gewebe zu untersuchen. Einige Proteine emittieren ein Licht, wenn sie Laserstrahlung mit einer bestimmten Wellenlänge ausgesetzt werden. Diese Arten von "leuchtendem" fluoreszierendem Protein können über ein spezielles Mikroskop analysiert werden.
Laborforscher binden lichtemittierende Proteine gentechnisch an andere Proteine. Dadurch können bestimmte Moleküle durch das Mikroskop sichtbar gemacht werden, so dass ihr Verhalten methodisch beobachtet werden kann.
Welche Vorteile bringt das neue Protein?
Das Problem bei der Fluoreszenzmikroskopie bestand darin, dass die typischerweise in dem Prozess verwendeten Proteine hitzeempfindlich waren, zu groß auf molekularer Ebene waren und nur dann Licht emittierten, wenn Sauerstoff vorhanden war.
Das von diesen Forschern erzeugte Protein kann jedoch in Abwesenheit von Sauerstoff mit ultraviolettem und blauem Licht leuchten, ist klein und hat sich bei hohen Temperaturen als sehr stabil erwiesen.
Die Überwindung dieser Einschränkungen ist eine gute Nachricht für die Weiterentwicklung der Forschung zur Entstehung bösartiger Tumoren, zur Signalübertragung von Zellen und zur Organentwicklung.
Ein Beweis für die Bedeutung der Fluoreszenzmikroskopie - und die Vorteile, die dieses neue Protein bringen könnte - ist die Tatsache, dass der Nobelpreis 2014 ging zu einem Team das war Pionier der Praxis.
Wie wurde dieses neue Protein hergestellt?
Das MIPT-Team hat dieses spezielle Protein in den Zellen eines thermophilen Bakteriums identifiziert. Diese Bakterien kommen normalerweise in Hochtemperaturumgebungen wie thermischen Entlüftungsöffnungen und heißen Quellen vor.
Sie haben dann eine DNA-Sequenz gentechnisch verändert, die die gleichen Eigenschaften wie das fluoreszierende Segment des Proteins aufweist, während Eigenschaften beseitigt wurden, die das Molekül größer gemacht hätten.
Das Wissenschaftlerteam führte das Gen, das das Protein codiert, in Escherichia coli ein, ein weiteres Bakterium. Dies ermöglichte die Massenproduktion des "leuchtenden" fluoreszierenden Proteins mit seinen besonderen und hoffentlich bahnbrechenden Eigenschaften.