Nový protein měnící aktivitu podle světla cenný pro biomedicínský výzkum

Biomedicínský výzkum profituje z bádání v podmořském světě. V temnotě mořských hlubin byli objeveni světélkující živočichové, jejichž fluorescenční proteiny jsou vhodné pro použití jako markery u savčích buněk. Jejich aktivitu lze ovlivňovat změnou vlnové délky světla. Význam výzkumu fluorescenčních proteinů nejlépe vystihuje fakt, že letošní Nobelova cena za chemii byla udělena právě vědcům, jež objevili a zabývali se vývojem zeleného fluorescenčního proteinu GFP.
Obr. Strukrura zeleného fluorescenčního proteinu

Obrovské množství mořských organismů, jako jsou mořské sasanky, medúzy a korály, používají k dorozumívání fluorescenční proteiny rozmanitých a oslnivých barev. Objev zeleného fluorescenčního GFP proteinu byl pro biologii revoluční. Umožnil vědcům označovat buněčné proteiny pomocí genů, které kódují fluorescenční protein a tím umožnit, po ozáření ultrafialovým světlem, jejich vizualizaci. Díky němu je možné sledovat osud a chování bílkovin na molekulární úrovni.

Fluorescenční protein napomáhá při diagnostice rakoviny (sledování šíření rakovinných buněk) či Alzheimerovy choroby (pozorování změn nervových buněk). Dopad této technologie je považován za tak významný, že Nobelovou cenou za rok 2008 v kategorii Chemie byli nedávno oceněni dva američtí a jeden japonský vědec, kteří u medúzy Aequorea victoria objevili a dále vyvinuli první zelený fluorescenční protein.

Ve sluncem zalitých korálových útesech bylo nalezeno už mnoho užitečných světélkujících proteinů. Avšak mnohem méně jsou probádány hlubiny oceánů. Proto se je tým mezinárodních vědců rozhodl, za použití americké ponorky Johnson-Sea-LinkII, prozkoumat. Ponorka byla opatřena systémem k detekci fluorescence.

Objevili druhy podobné mořským sasankám, které vyzařovaly zelenou fluorescenci. Při identifikaci zjistili, že se jedná o nový zelený světélkující protein, který pojmenovali cerFP505. Ačkoliv jej izolovali ze živočichů žijících v naprosté temnotě (v hloubkách mezi 500 až 600 metrů) a při nízkých teplotách (pod 10°C), nový světélkující protein může být dobře použitelný jako markrový protein u buněk savců při normální teplotě těla (37°C).

Obr. Fluoreskující živočich s cerFP505 proteinem objevený v Mexickém zálivu

V jasnosti a stabilitě je cerFP505 podobný jiným fluorescenčním proteinům používaným v biomedicínském výzkumu. Vyznačuje se však navíc možností sepnutí a vypnutí fluorescence řízenou cestou, a to změnou ozařovaného světla (z modrého na světlo vlnové délky blízké ultra fialovému záření). Díky těmto vlastnostem je cerFP505 ideálním k vývoji markerů.

Další užitečné vlastnosti mohou být do světélkujícího proteinu vloženy genetickou modifikací.

Autor: Vlasta Stancová