Ученые СПбГУ создали белки-сенсоры для изучения мембранного потенциала клеток

Группа ученых Петербургского государственного университета (СПбГУ), совместно с коллегами из других учебных заведений, разработала белки-сенсоры с усовершенствованной флуоресценцией, предназначенные для исследования мембранного потенциала клеток. Эта новая разработка, поддержанная национальным проектом «Наука и университеты», может значительно улучшить методы медицинских исследований и разработки лекарственных препаратов, а также найти применение в изучении мозга и сердца, сообщается в пресс-релизе СПбГУ.

Белки-сенсоры, созданные исследователями, обладают несколькими ключевыми преимуществами по сравнению с ранее известными аналогами. Они обеспечивают значительно более яркую флуоресценцию и могут быть активированы с помощью «красного» лазера. Это стало возможным благодаря сдвигу спектра поглощения белков в длинноволновую область, что позволяет улучшить проникновение излучения в биологические ткани. Данный подход представляет собой перспективное направление для применения в медицинской практике, так как «красное» излучение проникает глубже в ткани организма.

Научный сотрудник кафедры медицинской химии СПбГУ Дмитрий Николаев пояснил, что клеточная мембрана — это сложная структура, состоящая из белков и липидов, которая изолирует внутреннее содержимое клетки от внешней среды, сохраняя ее целостность. Для изучения мембранного потенциала клеток используются флуоресцентные белки, которые вводятся в клетку и начинают светиться под воздействием света. Интенсивность свечения этих белков отражает величину мембранного потенциала, что позволяет отслеживать клеточные процессы в реальном времени. Однако слабый сигнал флуоресцентных белков в прежних разработках огрaничивал их применение. Ученые из СПбГУ нашли способ оптимизировать эти белки, увеличив их флуоресценцию.

Совершенствованные белки-сенсоры могут сыграть важную роль в биомедицинских исследованиях, особенно в изучении работы мозга и сердца с помощью флуоресцентного микроскопа. Они позволяют наблюдать даже самые быстрые изменения потенциала отдельных нейронов, что открывает новые возможности для исследований. Кроме того, эти белки могут быть использованы при разработке новых лекарственных средств для лечения заболеваний мозга, таких как болезнь Паркинсона и эпилепсия, а также для терапии сердечно-сосудистых заболеваний и диагностики различных патологий.