Forskare vid universitetet i Basels Biozentrum har utvecklat en metod för att spåra rörelsen av proteiner i cellen. De märkte proteiner med små nanosensorer, så kallade nanokroppar, som gör det möjligt för forskarna att leva spåra och spåra proteinernas väg genom cellen. Metoden som beskrivs i det aktuella numret av PNAS lämpar sig för ett brett spektrum av forskningsändamål.

Membranproteiner är en grundläggande komponent i varje enskild cell i människokroppen och spelar en viktig roll i cellens struktur, ämnesomsättning och transport. De säkerställer att många ämnen, såsom hormoner och andra proteiner, transporteras från cellytan in i cellen eller utförs igen.

Det är ganska lätt att bestämma fördelningen av membranproteiner i cellen. Att spåra de vägar som de tar inom cellen och identifiera deras avsedda destination är betydligt svårare. Det nya nanobody-verktyget, utvecklad av Spiess-forskargruppen vid Biozentrum, Universitetet i Basel, gör det möjligt att observera rörelsen av proteiner in och ut ur cellen. I framtiden, denna kvantitativa metod kan också användas för att belysa de molekylära transportmekanismerna inuti cellerna.

Små antikroppar som nanosensorer

Forskarna använde så kallade nanokroppar, små antikroppsfragment. Dessa består enbart av en enda proteinkedja och så, i motsats till antikroppar som består av fyra proteiner, de har fördelen att de bara är ungefär en tiondel av storleken, mycket kompakt och stabil. "Nanokroppar erhölls ursprungligen från kameler och lamor. Vi ändrade nanokropparna, så att vi kunde producera dem med hjälp av bakterier och använda dem som nanosensorer, säger professor Martin Spiess.

Nanotaggar möjliggör livespårning

Nanokropparna kan förändras genetiskt för att fluorescera. "Vi fäster dem som en tagg till det riktade proteinet, där de förblir fästa oavsett vilken väg proteinet tar för att komma in i cellen, " förklarar Dominik Buser, en postdoc i Martin Spiess labb och studiens första författare. Med hjälp av ett mikroskop, vägen för inträde och distribution av ytproteiner kan observeras i levande celler.

"Nanosensorn med sitt fluorescerande färgämne gör proteinernas exakta rörelser synliga. Detta gör att vi kan följa de naturliga vägarna som proteinerna tar in i cellen, såväl som transportens hastighet inom cellen. "Dessutom forskarna ändrade nanokropparna, på ett sätt så att proteinerna kunde lokaliseras i cellen av elektronmikroskopet.

I framtiden, forskargruppen planerar att tillämpa denna nya metod för att spåra och spåra olika proteiner och att närmare studera deras transportvägar.