Proteina luminoasă izolată din crabul de mare Metridia longa, cea mai mică dintre enzimele bioluminescente descoperite, a fost folosită pentru prima dată de oamenii de știință în testele pentru encefalita transmisă de căpușe. Un singur miligram din această proteină poate fi suficient pentru a efectua o sută de mii de teste precise pentru prezența virusului encefalitei transmise de căpușe. Rezultatele au fost publicate în Jurnalul Internațional de Științe Moleculare.

Proteinele bioluminescente sunt utilizate pe scară largă ca etichete ușoare în diferite teste de diagnostic, de exemplu, pentru a detecta diabetul zaharat, scleroza multiplă, melanomul și alte boli grave. În timp ce aceste teste pot diagnostica în mod eficient bolile, oamenii de știință le-au îmbunătățit continuu în efortul de a-și extinde domeniul de aplicare, precizia și sensibilitatea.

Oamenii de știință de la Centrul Federal de Cercetare „Centrul Științific Krasnoyarsk al Filialei Siberiene a Academiei Ruse de Științe”, împreună cu colegii lor de la Universitatea Federală Siberiană și Institutul de Biologie Chimică și Medicină Fundamentală din Filiala Siberiană a Academiei Ruse de Științe (Novosibirsk), a folosit cea mai mică moleculă luminoasă din lume, luciferaza din crabul de mare Metridia longa, ca marker în testul de encefalită transmisă de căpușe. Metridia luciferaza are o lumină puternică, iar dimensiunea redusă a enzimei asigură cea mai optimă producție de proteine ​​utilizând tehnologia de sinteză recombinantă. Tehnologia constă în producerea unei proteine ​​utilizând o genă care codifică proteina de interes și celulele care o produc. În acest studiu, oamenii de știință au folosit celule omizi.

Eficiența imunoanalizelor moderne bazate pe molecule bioluminescente depinde de componente. Eticheta dezvoltată pentru sistemul de testare include două părți funcționale. Prima este o moleculă construită care detectează virusul și se leagă de acesta, un anticorp. Al doilea este o proteină strălucitoare care semnalizează joncțiunile care au avut loc.

Pentru a crea un sistem de testare similar cu cel al virusului encefalitei transmise de căpușe, cercetătorii au decis să folosească luciferaza recent descoperită din crabul de mare Metridia. Aceasta este cea mai mică proteină naturală luminoasă cunoscută, care este responsabilă pentru bioluminiscența strălucitoare a crustaceelor ​​ovale marine. Avantajul său este simplitatea reacției de emisie de lumină, care necesită o singură moleculă sintetică ca substrat și oxigen. În același timp, enzima se caracterizează printr-o intensitate ridicată a luminiscenței.

Acuratețea testului dezvoltat a fost verificată folosind truse standard, care sunt utilizate în serviciile de sănătate pentru a determina encefalita transmisă de căpușe. Oamenii de știință nu au găsit nicio discrepanță între rezultatele celor două tipuri de teste. De asemenea, testul bioluminiscent a durat cu o jumătate de oră mai puțin. Biologii observă, de asemenea, că dimensiunea redusă a luciferazei reduce probabilitatea de erori în producția sa și permite modificarea acesteia pentru utilizare în alte teste.

lume

Anterior, biofizicienii din Krasnoyarsk au dezvoltat o etichetă pentru determinarea virusului encefalitei pe baza unei alte enzime bioluminescente, Renilla luciferaza. Noua luciferază are o greutate moleculară pe jumătate mai mică decât marca descrisă mai sus. Cu cât reporterul este mai mic, cu atât este mai ușor să se producă și să se combine cu anticorpul, astfel încât mai puțini factori vor afecta luminescența moleculei și stabilitatea acesteia. Al doilea avantaj al noii etichete este că are mai multă activitate bioluminiscentă. Acest lucru ne-a permis să reducem la jumătate concentrația detectabilă a virusului în probe, ceea ce a sporit precizia analizei ", - a declarat coautorul Marina Larionova, doctor în biologie, cercetător la Institutul de Biofizică al Centrului Științific Krasnoyarsk din Siberia filiala Academiei de Științe din Rusia.

Oamenii de știință au descoperit că, conform calculelor, un miligram din proteina hibridă creată poate furniza mai mult de 100.000 de măsurători. În același timp, cercetătorii au primit un litru de cultură celulară modificată genetic în care se produce o moleculă ușoară de trei până la cinci miligrame de proteine. Prin urmare, există toate motivele pentru a vorbi despre posibilitatea producerii biotehnologice a sistemelor de testare bazate pe lucridaza Metridia longa. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că utilizarea acestor tipuri de teste va necesita echipamente suplimentare de la laboratoarele de diagnostic existente.

Cercetarea este susținută de Fundația Rusă pentru Cercetare de Bază, Guvernul regiunii Krasnoiarsk și Fundația Științifică Regională Krasnoiarsk.