Оказывается, некоторые живые организмы имеют в себе излучающий свет, который называется флуоресценцией. То есть в их организмах содержатся «светящиеся» флуоресцентные белки. Как их увидеть? Зачем они нужны? И причем здесь медузы? Об этом рассказал профессор Сколковского института науки и технологии, доктор биологических наук, Константин Лукьянов.
Флуоресценция – это переизлучение света. И чтобы ее увидеть, достаточно просто посветить на объект ультрафиолетовым фонариком при низкой освещенности. Ее часто путают с биолюминесценцией, но в этом случае речь идет о химической реакции, за счет которой и происходит свечение. Биолюминесценция встречается только у насекомых, грибов и морских организмов. В животных организмах флуоресценция возникает за счет флуоресцентных белков. У них даже есть отдельное одноименное семейство. Флуоресцентные белки (или FP) имеют свою цветовую палитру: голубой, красный, зеленый и желтый. Первым, основным и главным из них стал зеленый, он получил сокращенное название GFP(Green Fluorescent Protein). Его американские ученые обнаружили в медузе еще в далеком 1962 году, однако активное применение GFP началось только на рубеже XX-XXI веков. В это же время ученые открыли цветную флуоресценцию и в кораллах, а чуть позже, в 2008, получили Нобелевскую премию «за открытие и развитие GFP». Новое семейство белков стало настоящей технологической революцией и его применение в биологии стало очень популярным.
Во-первых, GFP уникален тем, что это единственный сам по себе окрашиваемый белок. Во-вторых, он стал первой генетически кодируемой меткой: с помощью него ученые научились отслеживать клетку в реальном времени и следить за ее динамикой. Сейчас это широко используется, например, для отслеживания раковой опухоли или для изучения развития живого организма. Происходит это так: ДНК (хранение генетической информации), кодирующую флуоресцентный белок, доставляют в ядро живой клетки, после чего начинается считываться РНК (реализация генетической информации) уже с кодированным флуоресцентным белком, и клетка автоматически становится флуоресцентной.
Зачем GFP животным? «Для живых организмов этот белок помогает в привлечении жертвы. Например, медуза привлекает рыбу своими яркими цветами. Рыба охотится на «зеленый свет», в то время как медуза охотится на рыбу, — объясняет доктор биологических наук, Константин Лукьянов. — Для некоторых организмов флуоресценция является предупреждающей или камуфляжной окраской, а также по FP организмы распознают свой вид».
Сейчас флуоресцентным белкам нашли много разных применений. Например, его стали добавлять в ДНК живых организмов, за счет чего они начинают светиться. Так, кстати, появилась новая, искусственная разновидность рыб – glofish.
Несмотря на то, что GFP заявил о себе давно, ученые до сих пор открывают новые горизонты его познания. В будущем планируется узнать больше о его природном разнообразии, возникновении и эволюции семейства GFP-подобных белков, а также получить его яркие и фотостабильные варианты.
