Світловий білок, виділений з морського краба Metridia longa, найменший з виявлених біолюмінесцентних ферментів, вперше був використаний вченими в тестах на кліщовий енцефаліт. Одного міліграма цього білка може бути достатньо для проведення ста тисяч точних тестів на наявність вірусу кліщового енцефаліту. Результати опубліковані в Міжнародному журналі молекулярних наук.

Біолюмінесцентні білки широко використовуються як світлові мітки в різних діагностичних тестах, наприклад, для виявлення цукрового діабету, розсіяного склерозу, меланоми та інших серйозних захворювань. Хоча ці тести можуть ефективно діагностувати захворювання, вчені постійно вдосконалюють їх, намагаючись розширити їх сферу застосування, точність та чутливість.

Вчені з Федерального науково-дослідного центру "Красноярський науковий центр Сибірського відділення Російської академії наук" разом із колегами з Сибірського федерального університету та Інституту хімічної біології та фундаментальної медицини Сибірського відділення Російської академії наук (Новосибірськ) використовував найменшу в світі молекулу світла люциферазу морського краба Metridia longa як маркер у тесті на кліщовий енцефаліт. Метридія люцифераза має яскраве світло, а малий розмір ферменту забезпечує найбільш оптимальне виробництво білка за допомогою технології рекомбінантного синтезу. Технологія складається з виробництва білка з використанням гена, який кодує цікавий білок та клітини, які його виробляють. У цьому дослідженні вчені використовували клітини гусениць.

Ефективність сучасних імуноаналізів на основі біолюмінесцентних молекул залежить від компонентів. Етикетка, розроблена для тест-системи, включає дві функціональні частини. Перша - це сконструйована молекула, яка виявляє вірус і зв’язується з ним - антитілом. Другий - це яскравий білок, який сигналізує про стики, що відбулися.

Щоб створити тест-систему, подібну до системи вірусу кліщового енцефаліту, дослідники вирішили використати нещодавно виявлену люциферазу морського краба Метрідія. Це найменший із відомих природних світлових білків, який відповідає за блискучу біолюмінесценцію морських овальних ракоподібних. Його перевага полягає в простоті реакції випромінювання світла, яка вимагає лише однієї синтетичної молекули як субстрату та кисню. У той же час фермент характеризується високою інтенсивністю люмінесценції.

Точність розробленого тесту перевіряли за допомогою стандартних наборів, які використовуються в медичних службах для визначення кліщового енцефаліту. Вчені не виявили жодних розбіжностей між результатами двох типів тестів. Крім того, біолюмінесцентний тест зайняв на півгодини менше часу. Біологи також зазначають, що невеликі розміри люциферази зменшують ймовірність помилок у її виробництві і дозволяють її модифікувати для використання в інших тестах.

світла

`` Раніше біофізики в Красноярську розробили марку для визначення вірусу енцефаліту на основі іншого біолюмінесцентного ферменту, люциферази Renilla. Нова люцифераза вдвічі менша за молекулярною масою, ніж марка, описана вище. Чим менше репортер, тим легше його продукувати та поєднати з антитілом, тому менша кількість факторів впливатиме на люмінесценцію молекули та її стабільність. Другою перевагою нової етикетки є те, що вона має більшу біолюмінесцентну активність. Це дозволило вдвічі зменшити концентрацію вірусу в зразках, що підвищило точність аналізу ", - зазначила співавтор Марина Ларіонова, кандидат біологічних наук, науковий співробітник Інституту біофізики Красноярського наукового центру Сибіру відділення Російської академії наук.

Вчені виявили, що, згідно з розрахунками, один міліграм створеного гібридного білка може забезпечити понад 100 000 вимірювань. Одночасно дослідники отримали літр генетично модифікованої культури клітин, в якій виробляється легка молекула з трьох-п’яти міліграмів білка. Тому є всі підстави говорити про можливість біотехнологічного виробництва тест-систем на основі люциферази Metridia longa. Однак слід зазначити, що для використання таких типів тестів буде потрібно додаткове обладнання існуючих діагностичних лабораторій.

Дослідження підтримується Російським фондом фундаментальних досліджень, Урядом Красноярської області та Красноярським обласним науковим фондом.