picoFAST – новая генетически-кодируемая флуоресцентная метка

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Получена новая генетически кодируемая флуоресцентная метка picoFAST, которая содержит всего 88 а.о. и на данный момент выступает наименьшим флуороген-активирующим белком. Показано, что комплекс белка picoFAST с флуорогеном HBR-DOM2 может быть использован в качестве генетически-кодируемой флуоресцентной метки для окрашивания отдельных структур живых клеток.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. С. Балеева

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: svetlanakr2002@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

М. В. Гончарук

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: svetlanakr2002@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

И. А. Иванов

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: svetlanakr2002@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10

М. С. Баранов

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН; Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова

Email: svetlanakr2002@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10; 117997 Москва, ул. Островитянова, 1

Ю. А. Богданова

ФГБУН ГНЦ “Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН; Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова

Email: svetlanakr2002@mail.ru
Россия, 117997 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10; 117997 Москва, ул. Островитянова, 1

Список литературы

  1. Dong J.Y., Fan P.D., Frizzell R.A. // Hum. Gene. Ther. 1996. V. 7. P. 2101–2112. https://doi.org/10.1089/hum.1996.7.17-2101
  2. Nakai H., Yant S.R., Storm T.A., Fuess S., Meuse L., Kay M.A. // J. Virol. 2001. V. 75. P. 6969–6976. https://doi.org/10.1128/JVI.75.15.6969-6976.2001
  3. Srivastava A. // Curr. Opin. Virol. 2016. V. 21. P. 75–80. https://doi.org/10.1016/j.coviro.2016.08.003
  4. Rogers G.L., Martino A.T., Aslanidi G.V., Jayandharan G.R., Srivastava A., Herzog R.W. // Front. Microbiol. 2011. V. 2. P. 194. https://doi.org/10.3389/fmicb.2011.00194
  5. Collins D.E., Reuter J.D., Rush H.G., Villano J.S. // Comp. Med. 2017. V. 67. P. 215–221.
  6. Rose J.A., Berns K.I., Hoggan M.D., Koczot F.J. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1969. V. 64. P. 863–869. https://doi.org/10.1073/pnas.64.3.863
  7. Srivastava A., Lusby E.W., Berns K.I. // J. Virol. 1983. V. 45. P. 555–564. https://doi.org/10.1128/jvi.45.2.555-564.1983
  8. Ormö M., Cubitt A.B., Kallio K., Gross L.A., Tsien R.Y., Remington S.J. // Science. 1996. V. 273. P. 1392–1395. https://doi.org/10.1126/science.273.5280.1392
  9. Plamont M.-A., Billon-Denis E., Maurin S., Gauron C., Pimenta F.M., Specht C.G., Shi J., Quérard J., Pan B., Rossignol J., Moncoq K., Morellet N., Volovitch M., Lescop E., Chen Y., Triller A., Vriz S., Le Saux T., Jullien L., Gautier A. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2016. V. 113. P. 497–502. https://doi.org/10.1073/pnas.1513094113
  10. Povarova N.V., Zaitseva S.O., Baleeva N.S., Smirnov A.Y., Myasnyanko I.N., Zagudaylova M.B., Bozhanova N.G., Gorbachev D.A., Malyshevskaya K.K., Gavrikov A.S., Mishin A.S., Baranov M.S. // Chemistry. 2019. V. 25. P. 9592–9596. https://doi.org/10.1002/chem.201901151
  11. Myasnyanko I.N., Gavrikov A.S., Zaitseva S.O., Smirnov A.Y., Zaitseva E.R., Sokolov A.I., Malyshevskaya K.K., Baleeva N.S., Mishin A.S., Baranov M.S. // Chemistry. 2021. V. 27. P. 3986–3990. https://doi.org/10.1002/chem.202004760
  12. Li C., Tebo A.G., Thauvin M., Plamont M.-A., Volovitch M., Morin X., Vriz S., Gautier A. // Angew Chem. Int. Ed. Engl. 2020. V. 59. P. 17917–17923. https://doi.org/10.1002/anie.202006576
  13. Chen C., Tachibana S.R., Baleeva N.S., Myasnyanko I.N., Bogdanov A.M., Gavrikov A.S., Mishin A.S., Malyshevskaya K.K., Baranov M.S., Fang C. // Chemistry. 2021. V. 27. P. 8946–8950. https://doi.org/10.1002/chem.202101250
  14. Benaissa H., Ounoughi K., Aujard I., Fischer E., Goïame R., Nguyen J., Tebo A.G., Li C., Le Saux T., Bertolin G., Tramier M., Danglot L., Pietrancosta N., Morin X., Jullien L., Gautier A. // Nat. Commun. 2021. V. 12. P. 6989. https://doi.org/10.1038/s41467-021-27334-0
  15. Emanuel G., Moffitt J.R., Zhuang X. // Nat. Methods. 2017. V. 14. P. 1159–1162. https://doi.org/10.1038/nmeth.4495
  16. Tebo A.G., Moeyaert B., Thauvin M., Carlon-Andres I., Böken D., Volovitch M., Padilla-Parra S., Dedecker P., Vriz S., Gautier A. // Nat. Chem. Biol. 2021. V. 17. P. 30–38. https://doi.org/10.1038/s41589-020-0611-0
  17. Bogdanova Y.A., Solovyev I.D., Baleeva N.S., Myasnyanko I.N., Gorshkova A.A., Gorbachev D.A., Gilvanov A.R., Goncharuk S.A., Goncharuk M.V., Mineev K.S., Arseniev A.S., Bogdanov A.M., Savitsky A.P., Baranov M.S. // Commun. Biol. 2024. V. 7. P. 799. https://doi.org/10.1038/s42003-024-06501-1
  18. El Hajji L., Lam F., Avtodeeva M., Benaissa H., Rampon C., Volovitch M., Vriz S., Gautier A. // Adv. Sci. (Weinh). 2024. V. 11. P. e2404354. https://doi.org/10.1002/advs.202404354
  19. Tebo A.G., Pimenta F.M., Zoumpoulaki M., Kikuti C., Sirkia H., Plamont M.-A., Houdusse A., Gautier A. // ACS Chem. Biol. 2018. V. 13. P. 2392–2397. https://doi.org/10.1021/acschembio.8b00417
  20. Tebo A.G., Gautier A. // Nat. Commun. 2019. V. 10. P. 2822. https://doi.org/10.1038/s41467-019-10855-0
  21. Mineev K.S., Goncharuk S.A., Goncharuk M.V., Povarova N.V., Sokolov A.I., Baleeva N.S., Smirnov A.Y., Myasnyanko I.N., Ruchkin D.A., Bukhdruker S., Remeeva A., Mishin A., Borshchevskiy V., Gordeliy V., Arseniev A.S., Gorbachev D.A., Gavrikov A.S., Mishin A.S., Baranov M.S. // Chem. Sci. 2021. V. 12. P. 6719–6725. https://doi.org/10.1039/d1sc01454d
  22. Baleeva N.S., Bogdanova Y.A., Goncharuk M.V., Sokolov A.I., Myasnyanko I.N., Kublitski V.S., Smirnov A.Y., Gilvanov A.R., Goncharuk S.A., Mineev K.S., Baranov M.S. // Int. J. Mol. Sci. 2024. V. 25. P. 3054. https://doi.org/10.3390/ijms25053054
  23. Baek M., DiMaio F., Anishchenko I., Dauparas J., Ovchinnikov S., Lee G.R., Wang J., Cong Q., Kinch L.N., Schaeffer R.D., Millán C., Park H., Adams C., Glassman C.R., DeGiovanni A., Pereira J.H., Rodrigues A.V., van Dijk A.A., Ebrecht A.C., Opperman D.J., Sagmeister T., Buhlheller C., PavkovKeller T., Rathinaswamy M.K., Dalwadi U., Yip C.K., Burke J.E., Garcia K.C., Grishin N.V., Adams P.D., Read R.J., Baker D. // Science. 2021. V. 373. P. 871– 876. https://doi.org/10.1126/science.abj8754
  24. Jumper J., Evans R., Pritzel A., Green T., Figurnov M., Ronneberger O., Tunyasuvunakool K., Bates R., Žídek A., Potapenko A., Bridgland A., Meyer C., Kohl S.A.A., Ballard A.J., Cowie A., Romera-Paredes B., Nikolov S., Jain R., Adler J., Back T., Petersen S., Reiman D., Clancy E., Zielinski M., Steinegger M., Pacholska M., Berghammer T., Bodenstein S., Silver D., Vinyals O., Senior A.W., Kavukcuoglu K., Kohli P., Hassabis D. // Nature. 2021. V. 596. P. 583– 589. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03819-2
  25. Engler C., Kandzia R., Marillonnet S. // PLoS One. 2008. V. 3. P. e3647. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0003647
  26. Weber E., Engler C., Gruetzner R., Werner S., Marillonnet S. // PLoS One. 2011. V. 6. P. e16765. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0016765

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Моделирование структуры белка picoFAST. (а) – Часть структуры полноразмерного белка FAST (PDB: 7AVA), соответствующая nanoFAST. Серым выделена часть структуры, соответствующая C-концевому пептиду CFAST11. Здесь и далее в цвета радуги (не серым) окрашен N-концевой фрагмент nanoFAST с F2 (соответствует F28 в полноразмерном FAST) по S87 (соответствует S114); данный фрагмент мы называем picoFAST; (б) и (в) – модели структуры picoFAST, полученные при помощи сервисов предсказания структур белков Robetta и AlphaFold2 соответственно.

Скачать (291KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Микрофотографии живых клеток HeLa Kyoto, экспрессирующих локализующийся в ядре гибридный белок H2B-TagBFP-picoFAST, до и после добавления связывающегося с picoFAST флуорогена HBR-DOM2. Визуализацию проводили в двух каналах: BFP для подтверждения экспрессии H2B-TagBFP-picoFAST и GFP для детектирования разгорания флуорогена после его связывании с picoFAST. Микрофотографии получены на широкопольном флуоресцентном микроскопе BZ-9000 (Keyence, Япония), оснащенного масляным объективом 60× PlanApo 1.40 NA (Nikon, США).

Скачать (143KB)
Метаданные
4. 1

Скачать (14KB)
Метаданные
5. 2

Скачать (13KB)
Метаданные
6. 3

Скачать (14KB)
Метаданные
7. 4

Скачать (13KB)
Метаданные
8. 5

Скачать (14KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025