Лаборатория Кая Джонссона из EPFL, возглавляемая Альберто Шена и Рудольфом Гриссом, смогла добавить небольшую химическую метку на фермент люциферазу, который производит свет светлячков. Тег обнаруживает целевой белок, и люцифераза издает световой сигнал, который можно увидеть невооруженным глазом.Команда доказала свою компетентность в этой области: в 2014 году они разработали быструю и простую молекулу для мониторинга лекарств, которая привела к созданию новой компании Lucentix. Мышление нестандартно, они полностью обошли проблемы белковой инженерии: вместо того, чтобы мутировать люциферазу, чтобы сделать ее чувствительной к целевому белку, что потребовало огромных усилий, они просто прикрепили ее к небольшой химической метке.
Тег действует как переключатель: он блокирует люциферазу, не давая ей производить свет. Когда метка обнаруживает свой целевой белок, она вместо этого присоединяется к нему, удаляя блок из люцифаразы.
В результате люцифераза может включить свет, что является сигналом того, что цель была найдена. Короче говоря, ученые создали химическое решение биологической проблемы.«Вы можете думать о меченой люциферазе как о молекуле киборга», — говорит Кай Джонссон. «Половина био, полусинтетика.
Как можно сделать люциферазу чувствительной к присутствию другого белка только посредством мутаций? Это большая работа. С помощью этого химического трюка все, о чем нам нужно беспокоиться, — это разработать соответствующий тег, который сможет распознать цель белок ".
Активация люциферазы, когда она обнаруживает свой целевой белок, достаточно драматична, чтобы ее можно было увидеть невооруженным глазом. Это означает, что система не требует дорогих и сложных считывающих устройств.
Но успех имеет более широкое значение. «Это обобщенный дизайн», — говорит Кай Джонссон. «Это показывает, как можно использовать синтетическую химию для создания сложных биосенсорных белков».