Новый катализатор поможет изучить динамику молекул в клетке

Учёные из Пекинского университета разработали высокоактивный фотокатализатор Lantern, который позволяет всего за 30 секунд пометить РНК и белки в живых клетках

Прежним методам мечения — когда к молекулам присоединяют химическую метку, чтобы потом их найти, — требовалось около 15 минут. С помощью Lantern исследователи проследили, как в клетках формируются стрессовые гранулы — особые структуры, которые появляются в ответ на стресс и участвуют в регуляции работы генов.

Чтобы создать Lantern, учёные применили направленную эволюцию — метод, при котором из множества изменённых вариантов молекулы раз за разом отбирают самые удачные. Для отбора они придумали особый приём: каждый вариант катализатора связали с РНК, в которой записана его собственная последовательность. Так из множества вариантов удалось выбрать те, что работают эффективнее. После двух раундов отбора активность Lantern выросла в десять раз по сравнению с предыдущими версиями.

С помощью Lantern исследователи смогли отследить, как меняется состав РНК в стрессовых гранулах в процессе их формирования. Выяснилось, что разные РНК по-разному реагируют на стресс — например, некоторые из них быстро скапливаются вокруг ключевого белка стрессовых гранул G3BP1 уже через 10 минут после начала стресса. Обнаружилось также, что ранние формы стрессовых гранул тесно связаны со структурами эндоплазматического ретикулума — части клетки, отвечающей за синтез белков и липидов.

Кроме того, с помощью Lantern был разработан метод быстрого мечения белков (CAP-MS). Это позволило проанализировать, как меняется набор белков в стрессовых гранулах. Данные о том, как меняются РНК и белки, подсказали, в каком порядке эти молекулы собираются в стрессовые гранулы.

Источник: Пекинский университет