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Nueva proteína fluorescente para Bioimagen
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Nueva proteína fluorescente para Bioimagen

Brillante y estable: nueva proteína fluorescente verde tolerante a ácidos para la bioimagen
Investigadores de la Universidad de Osaka desarrollan nueva proteína fluorescente verde que puede soportar entornos de pH bajo para obtener imágenes de orgánulos ácidos.

Un esquema del desarrollo de Gamillus. El gen de la proteína fluorescente se clonó a partir de los tentáculos de la medusa del sombrero de flores, y se diseñó para mejorar la propiedad monomérica y el brillo.
Crédito: Acuario de Kamo y Universidad de Osaka (La medusa del sombrero de flores fue proporcionada por el Sr. Kamoizumi en el Acuario de Kamo, Yamagata, Japón).


La visualización de componentes y procesos celulares a nivel molecular es importante para comprender la base de cualquier actividad biológica. Las proteínas fluorescentes (FP) son una de las herramientas más útiles para investigar la dinámica molecular intracelular.

Sin embargo, los FP tienen limitaciones de uso para imágenes en ambientes de pH bajo, como en orgánulos ácidos, que incluyen endosomas, lisosomas y vacuolas de plantas. En entornos de pH inferior a 6, la mayoría de los FP pierden su brillo y estabilidad debido a su pKa neutral. pKa es la medida de la fuerza del ácido; cuanto más pequeño es el pKa, más ácida es la sustancia.

"Aunque hay informes de varios FP verdes (GFP) tolerantes a los ácidos, la mayoría tiene serios inconvenientes. Además, hay una falta de GFP tolerante a los ácidos que son prácticamente aplicables a la bioimagen", dice Hajime Shinoda, autor principal de la Universidad de Osaka. estudio que tuvo como objetivo diseñar GFP monomérica tolerante a los ácidos que es prácticamente aplicable a las imágenes de células vivas en orgánulos ácidos. "En el estudio actual, desarrollamos un GFP tolerante a los ácidos. Lo llamamos Gamillus".

Gamillus es una GFP clonada de Olindias formosa (medusa sombrero de flores) y exhibe una tolerancia superior al ácido (pKa = 3.4) y casi el doble de brillo en comparación con las GFP informadas. El espectro de fluorescencia es constante entre pH4.5 y 9.0, que se encuentra entre el rango intracelular en la mayoría de los tipos de células. La cristalografía de rayos X (una técnica utilizada para determinar la estructura atómica y molecular de un cristal, en este caso, un cristal de Gamillus) y la mutagénesis puntual sugieren que la tolerancia ácida de Gamillus se atribuye a la estabilización de la desprotonación en su estructura química. Los hallazgos fueron publicados en Cell Chemical Biology.

"La aplicabilidad de Gamillus como marcador molecular se demostró mediante el patrón de localización correcto de las fusiones de Gamillus en una variedad de estructuras celulares, incluidas las que son difíciles de identificar", dice el autor correspondiente, Takeharu Nagai. "Creemos que Gamillus puede ser una poderosa herramienta molecular para investigar fenómenos biológicos desconocidos que involucran organelos ácidos, como la autofagia".


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