РНК візуалізували в надвисокому дозволі в живих клітинах

Метод заснований на новому молекулярному маркері, який називається родамін-зв'язуючим аптамером для методів

візуалізації надвисокої роздільної здатності (RhoBAST).Цей маркер флуоресценції на основі РНК використовується у поєднанні з барвником родаміном. Завдяки своїм відмітним властивостям маркер та барвник взаємодіють дуже специфічним чином, що змушує окремі молекули РНК світитися. Потім їх можна зробити видимими за допомогою мікроскопії локалізації одиночних молекул (SMLM) – методу візуалізації надвисокої роздільної здатності. Через відсутність відповідних флуоресцентних маркерів пряме спостереження РНК за допомогою оптичної флуоресцентної мікроскопії дотепер обмежено.

RhoBAST розроблений дослідниками з Інститутуфармації та молекулярної біотехнології (IPMB) Гейдельберзького університету та Інституту прикладної фізики (APH) у KIT. Створений ними маркер є генетично кодованим, що означає, що він може бути злитий з геном будь-якої РНК, що продукується клітиною. RhoBAST сам по собі не є флуоресцентним, але висвітлює проміжний для клітин родаміновий барвник, зв'язуючись з ним дуже специфічним чином.

«Це призводить до різкого збільшенняфлуоресценції, що досягається комплексом RhoBAST, що є ключовою вимогою для отримання чудових флуоресцентних зображень. Однак для візуалізації РНК надвисокого дозволу маркеру потрібні додаткові властивості.

Мурат Зюнбюль із IPMB

Дослідники виявили, що кожна молекулародамінового барвника залишається пов'язаної з RhoBAST тільки протягом приблизно однієї секунди, перш ніж знову від'єднатися. Через кілька секунд ця процедура повторюється з новою молекулою барвника. Досить рідко можна знайти сильні взаємодії, наприклад, між RhoBAST і родаміном в поєднанні з виключно швидкої кінетикою обміну. Оскільки родамін загоряється тільки після зв'язування з RhoBAST, постійна послідовність знову виникають взаємодій між маркером і барвником призводить до безперервного «миготіння». Це «включення-виключення» - саме те, що потрібно для візуалізації.

У той же час система RhoBAST вирішує ще однуважливу проблему. Флуоресцентні зображення збираються під впливом лазерного випромінювання, яке з часом руйнує молекули барвника. Швидка заміна барвника гарантує, що фотообесцвеченние барвники замінюються свіжими. Це означає, що окремі молекули РНК можна спостерігати протягом більш тривалих періодів часу, що може значно поліпшити дозвіл зображення.

Дослідники з Гейдельберга і Карлсруе змоглипродемонструвати чудові властивості RhoBAST, візуалізувати структури РНК всередині кишкових бактерій (Escherichia coli) і культивованих клітин людини з чудовою точністю локалізації. Вчені змогли розкрити деталі раніше невидимих ​​субклітинних структур і молекулярних взаємодій за участю РНК, використовуючи флуоресцентну мікроскопію надвисокої роздільної здатності. Це дозволить отримати принципово нове розуміння біологічних процесів.

Читайте також:

Фізики створили аналог чорної діри і підтвердили теорію Хокінга. До чого це призведе?

Аборти і наука: що буде з дітьми, яких народять

Вчені виявили межа швидкості в квантовому світі