Forskare har utvecklat en ny metod som gör att de kan märka och spåra flera proteiner i levande celler samtidigt. Tekniken, som kallas multiplex CRISPR-avbildning (muCRISPRi), använder en kombination av CRISPR-Cas9-genredigering och fluorescerande märkning för att visualisera specifika proteiner i realtid.
Den nya metoden kan ge nya insikter om de komplexa interaktionerna mellan proteiner och hur de bidrar till cellulära processer. Det kan också användas för att studera effekterna av läkemedel och andra föreningar på proteinfunktionen.
"Denna nya metod kommer att tillåta oss att se hur proteiner samverkar i levande celler på ett sätt som aldrig har varit möjligt tidigare", säger studieledaren Dr Jonathan Weissman, professor i cellulär och molekylär farmakologi vid University of California, San Francisco .
MuCRISPRi-tekniken fungerar genom att kombinera två olika CRISPR-Cas9-system. Ett system används för att redigera cellers DNA så att de uttrycker fluorescerande proteiner när vissa gener aktiveras. Det andra systemet används för att kontrollera vilka gener som aktiveras genom att rikta in sig på specifika DNA-sekvenser.
Genom att kombinera dessa två system kan forskare skapa ett bibliotek av celler som var och en uttrycker ett annat fluorescerande protein när en specifik gen aktiveras. Detta gör att de kan spåra uttrycket av flera gener samtidigt och se hur de interagerar med varandra.
Forskarna använde muCRISPRi för att märka och spåra 10 olika proteiner i levande celler. De kunde se hur proteinerna interagerade med varandra och hur de svarade på olika stimuli.
Forskarna använde till exempel muCRISPRi för att studera hur proteiner som är involverade i immunsvaret interagerar med varandra. De fann att dessa proteiner bildar kluster som rör sig runt cellen och interagerar med varandra för att skapa ett immunsvar.
Forskarna använde också muCRISPRi för att studera hur proteiner som är involverade i celldelning interagerar med varandra. De fann att dessa proteiner bildar ett komplext nätverk som styr tidpunkten och noggrannheten för celldelning.
MuCRISPRi-tekniken kan användas för att studera en mängd olika cellulära processer, från proteinveckning till signaltransduktion. Det skulle också kunna användas för att utveckla nya läkemedel och terapier genom att identifiera proteiner som är involverade i sjukdomsprocesser.
"De potentiella tillämpningarna av denna nya teknik är enorma," sa Weissman. "Vi är glada över att se hur andra forskare använder muCRISPRi för att göra nya upptäckter om hur celler fungerar."
