Biofysiker från Moskvas institut för fysik och teknik har gått samman med kollegor från Frankrike och Tyskland för att skapa ett nytt fluorescerande protein. Förutom att lysa när de bestrålas med ultraviolett och blått ljus, den är ytterst liten och stabil vid höga temperaturer. Författarna till tidningen, publiceras i tidskriften Fotokemiska och fotobiologiska vetenskaper , tror att proteinet har utsikter för fluorescensmikroskopi. Denna teknik används i forskning om cancer, infektionssjukdomar, och organutveckling, bland annat.

Fluorescensmikroskopi är en metod för att studera levande vävnad som bygger på inducerad luminescens. Efter att ha exponerats för laserstrålning vid en viss våglängd, vissa proteiner avger ljus med en annan våglängd. Denna inducerade "glöd" kan analyseras med hjälp av ett speciellt mikroskop. Forskare lägger till sådana fluorescerande proteiner till andra proteiner via genteknik för att göra de senare synliga för mikroskopet och observera deras beteende i celler. Fluorescensmikroskopi visade sig vara så vetenskapligt värdefull att ett Nobelpris delades ut för dess upptäckt, följt av ytterligare en för att radikalt förbättra metodens noggrannhet.

Ända tills nu, de fluorescerande proteinerna som användes för sådana observationer hade flera brister. De var känsliga för värme, ganska skrymmande, och glödde endast i närvaro av syre.

"För en sak, vårt protein är mer termostabilt än dess analoger:det denatureras bara vid 68 grader Celsius, " sa tidningens huvudförfattare Vera Nazarenko från MIPT Laboratory of Structural Analysis and Engineering of Membrane Systems. "Det är också miniatyr, medan de flesta av de för närvarande använda fluorescerande proteinerna är ganska skrymmande. Dessutom, det kan avge ljus i frånvaro av syre."

Teamet identifierade ursprungligen proteinet med dessa anmärkningsvärda egenskaper i cellerna hos en termofil bakterie – det vill säga, en som lever i högtemperaturmiljöer, som varma källor. Forskarna genmanipulerade sedan en DNA-sekvens som reproducerade proteinets fluorescerande segment men inte de andra delarna, vilket skulle göra molekylen större.

Genom att introducera genen som kodar för proteinet i en annan bakteries celler, Escherichia coli, teamet förvandlade det till en fabrik som massproducerade det fluorescerande proteinet med unika egenskaper.

Forskare som studerar processerna som sker i levande celler har länge väntat på ett protein som kombinerar dessa avgörande egenskaper. Genom att introducera det i celler, de kan nu få viktig information om cellernas liv och död. För att nämna några applikationer, fluorescensmikroskopi ses som ett av de bästa verktygen för att undersöka mekanismen bakom uppkomst och utveckling av maligna tumörer. Det är också användbart för forskning om cellsignalering och organutveckling.

Proteinerna som tidigare använts i fluorescensmikroskopi var skrymmande och termiskt instabila, sätter begränsningar på metoden. Tack vare MIPT-teamet, det hindret har undanröjts.