Исследовательские группы под руководством доктора Йорга Мансфельда из Центра биотехнологии Технического университета Дрездена (BIOTEC) и доктора Карен Норден из Института молекулярно-клеточной биологии и генетики Макса Планка (MPI-CBG) разработали новый синтетический антитело, которое прокладывает путь к улучшенному функциональному анализу белков.
Они объединили индуцируемый ауксином «нокдаун белка» с синтетическим антителом, чтобы не только наблюдать флуоресцентные белки в живых клетках, но и быстро удалять их во временном режиме.
Возможно, самым важным базовым компонентом всех клеток являются белки, выполняющие самые разнообразные функции в клетках и тканях. Чтобы прояснить физиологическую роль белков, их часто связывают с зеленым флуоресцентным белком (GFP) посредством целенаправленных генетических манипуляций, что делает их видимыми под микроскопом. Наблюдение таких GFP-связанных белков в живых клетках позволяет сделать первые выводы о функции белка. Однако точную функцию белка часто можно определить только тогда, когда белок удаляется, а полученные последствия становятся видимыми в клетках, тканях или модельных организмах.
Обычно это достигается нокаутом белка на генетическом уровне. Однако таким образом нельзя исследовать функции основных белков, потому что клетка или модельный организм не были бы жизнеспособны. Вместо этого необходим подход, позволяющий удалять белки из клеток только в определенное время. Такая целенаправленная временная деградация белков происходит естественным образом в растениях и опосредована растительным гормоном ауксином. После генетических манипуляций лежащий в основе этого механизм можно применить к клеткам животных и человека.
Доктор. Исследовательская группа Йорга Мансфельда разработала новое AID-нанотело, чтобы не только наблюдать GFP-связанные белки в живых клетках, но и быстро целенаправленно разрушать их для функционального анализа. Для этой цели последовательность распознавания ауксина (AID) была связана с антителом, распознающим GFP, которое структурно родственно антителам верблюдовых (нанотело). Можно было показать, что это так называемое AID-наноантитело обеспечивает почти полную деградацию GFP-связанных белков в культуре клеток человека после добавления ауксина. Возможность проследить деградацию белка «вживую» под микроскопом значительно упрощает функциональный анализ.
В сотрудничестве с исследовательской группой доктора Карен Норден было показано, что AID-нанотело также может быть успешно использовано в модельном организме рыбок данио. Использование AID-нанотел у рыбок данио впервые продемонстрировало, что нокдаун белка, опосредованный ауксином, также может быть реализован в сложной модели позвоночных.
"Наша работа является прекрасным примером биотехнологии, в которой различные природные принципы, такие как флуоресцентный GFP из водорослей, ауксин-зависимая деградация белка из растений и нанотела из верблюдовых, объединяются, чтобы ответить на ранее недоступные исследовательские вопросы", - сказала доктор Катрин Даниэль из лаборатории Мансфельда, комментируя результаты исследовательского проекта.
Успешная работа подчеркивает синергию, которая может быть достигнута, когда группы из разных исследовательских институтов Дрезденского научного городка работают в тесном сотрудничестве.