Светещият протеин, изолиран от морския рак Metridia longa, най-малкият от откритите биолуминесцентни ензими, е използван за първи път от учените при тестове за енцефалит, пренасян от кърлежи. Един милиграм от този протеин може да бъде достатъчен за извършване на сто хиляди точни теста за наличие на вируса на енцефалит, пренасян от кърлежи. Резултатите са публикувани в International Journal of Molecular Sciences.

Биолуминесцентните протеини се използват широко като светлинни етикети в различни диагностични тестове, например за откриване на захарен диабет, множествена склероза, меланом и други сериозни заболявания. Въпреки че тези тестове могат ефективно да диагностицират заболявания, учените непрекъснато ги подобряват в опит да разширят техния обхват, точност и чувствителност.

Учени от Федералния изследователски център "Красноярски научен център на Сибирския клон на Руската академия на науките", заедно със своите колеги от Сибирския федерален университет и Института по химическа биология и фундаментална медицина на Сибирския клон на Руската академия на науките (Новосибирск), използва най-малката в света лека молекула, луцифераза от морския рак Metridia longa, като маркер в теста за енцефалит за кърлежи. Metridia luciferase има ярка светлина и малкият размер на ензима осигурява най-оптималното производство на протеин, използвайки технология на рекомбинантен синтез. Технологията се състои от производството на протеин, като се използва ген, който кодира протеина, който представлява интерес, и клетките, които го произвеждат. В това проучване учените са използвали гъсеници.

Ефективността на съвременните имуноанализи, базирани на биолуминесцентни молекули, зависи от компонентите. Етикетът, разработен за тестовата система, включва две функционални части. Първата е конструирана молекула, която открива вируса и се свързва с него, антитяло. Вторият е ярък протеин, който сигнализира за възникналите кръстовища.

За да създадат система за тестове, подобна на тази на вируса на енцефалит, пренасян от кърлежи, изследователите решиха да използват наскоро откритата луцифераза от морския рак на Metridia. Това е най-малкият известен естествен светещ протеин, който е отговорен за блестящата биолуминесценция на морските овални ракообразни. Неговото предимство е простотата на реакцията на излъчване на светлина, която изисква само една синтетична молекула като субстрат и кислород. В същото време ензимът се характеризира с висока интензивност на луминисценция.

Точността на разработения тест беше проверена с помощта на стандартни комплекти, които се използват в здравните служби за определяне на енцефалит, пренасян от кърлежи. Учените не са открили несъответствия между резултатите от двата вида тестове. Също така, биолуминесцентният тест отне половин час по-малко време. Биолозите също така отбелязват, че малкият размер на луциферазата намалява вероятността от грешки при нейното производство и позволява да бъде модифициран за използване в други тестове.

света

„Преди това биофизиците в Красноярск разработиха етикет за определяне на вируса на енцефалит въз основа на друг биолуминесцентен ензим, Renilla luciferase. Новата луцифераза е с наполовина по-малко молекулно тегло от марката, описана по-горе. Колкото по-малък е репортерът, толкова по-лесно се произвежда и комбинира с антитялото, така че по-малко фактори ще повлияят на луминесценцията на молекулата и нейната стабилност. Второто предимство на новия етикет е, че той има по-голяма биолуминесцентна активност. Това ни позволи да намалим наполовина откриваемата концентрация на вируса в пробите, което повиши прецизността на анализа ", - каза съавторът на работата Марина Ларионова, доктор по биология, изследовател в Института по биофизика на Красноярския научен център на сибирския клон на Руската академия на науките.

Учените са установили, че според изчисленията един милиграм от създадения хибриден протеин може да осигури повече от 100 000 измервания. В същото време изследователите са получили литър генетично модифицирана клетъчна култура, в която се произвежда лека молекула от три до пет милиграма протеин. Следователно има всички основания да се говори за възможността за биотехнологично производство на тестови системи, базирани на Metridia longa луцифераза. Трябва обаче да се отбележи, че използването на тези видове тестове ще изисква допълнително оборудване от съществуващите диагностични лаборатории.

Изследването се подкрепя от Руската фондация за фундаментални изследвания, правителството на региона Красноярск и Регионалната научна фондация Красноярск.