Клетка Пуркинье из мозжечка, в которой синтезируется зелёный флуоресцентный белок. Фото sciencephoto.com
Учёным из Университета Йешива в Нью-Йорке (США) удалось сконструировать флуоресцентный белок, который позволяет в буквальном смысле увидеть внутренние органы организма в "живом виде", без хирургического вмешательства. Как говорит Григорий Филонов, чьё имя стоит первым в списке авторов статьи в журнале Nature Biotechnology, по сравнению с предшественниками новый белок даёт более яркое, контрастное и стабильное изображение органов, в которые его внедрили. При этом его использование не несёт никаких "радиоактивных рисков", которые сопровождают обычный рентгеновский метод и компьютерную томографию.
Главное же преимущество этого белка состоит в следующем. За последние двадцать лет исследователи изрядно поднаторели в применении разного рода цветных флуоресцентных белков, главными поставщиками которых являются морские кишечнополостные (к примеру, легендарный GFP, зелёный флуоресцентный белок, был выделен из медузы Aequorea victoria). С их помощью можно увидеть не только отдельную клетку в клеточной культуре, но и молекулу. Но самым трудным делом, по иронии судьбы, оказалась визуализация органов в живом организме. Введение флуоресцентных агентов в организм животных ничего не давало — гемоглобин эффективно поглощал все типы цветного излучения светящихся молекул.
Чтобы справиться с этой проблемой, группа исследователей из лаборатории Владислава Верхуши взяла за основу бактериальный фитохром, который помогает микроорганизмам отличать свет от тьмы. Учёные модифицировали молекулу фитохрома таким образом, чтобы он работал в инфракрасной области спектра, его активизация происходила при длине волны 690 нм, а излучение — при 713 нм. С помощью модифицированных вирусных частиц ген полученного белка был доставлен в печень мыши — орган, который особенно сильно "пропитан" кровью, а потому не может быть "увиден" с помощью обычных флуоресцентных агентов.
Уже через два дня можно было наблюдать светящуюся печень, не прибегая к вскрытию животного. Пик излучения приходился на пятый день после введения белка. Как подчёркивают исследователи, у белка не было обнаружено токсичных свойств.
От случая известной "зелёной мыши" полученные результаты отличаются тем, что светящийся белок направили в конкретный внутренний орган, который к тому же сильно экранирован гемоглобином крови. Методика позволит наблюдать за внутренней жизнью организма в реальном времени, не повреждая и не убивая его. Хирургическое вмешательство в этом смысле имеет не столько этические, сколько научно-методологические проблемы, ведь оно не позволяет увидеть, как у организма обстоят дела "в норме". С другой стороны, новый белок поможет медикам — например, с его помощью можно отслеживать воспалительные процессы и опухолевый рост в тканях и органах человека.
Подготовлено по материалам Медицинского колледжа им. Альберта Эйнштейна Университета Йешива.