Российские исследователи впервые применили выделенную из рачка Metridia longa люциферазу для определения клещевого энцефалита. Оказалось, что даже миллиграмма этого белка достаточно для ста тысяч точных анализов на вирус. Результаты работы опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.

Биолюминесцентные молекулы сегодня применяются в качестве меток для диагностики разных заболеваний, например, сахарного диабета, рассеянного склероза, меланомы и так далее. Однако исследователи стараются увеличить их чувствительность и точность для расширения сфер применения и более ранней диагностики патологий.

Исследователи из Института биофизики Красноярского научного центра СО РАН» вместе с коллегами из Сибирского федерального университета и Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН впервые применили самую маленькую в мире светящуюся молекулу — люциферазу морского рачка Metridia longa — в тесте на клещевой энцефалит. Использованный учеными белок имеет яркое свечение, а его небольшой размер позволяет эффективно нарабатывать соединение с помощью рекомбинантного синтеза.

Созданная исследователями метка включает в себя две функциональные части. Первая представляет собой антитело, которое обнаруживает вирус и связывается с ним. А вторая — это белок, который начинает светиться при успешном связывании. Чтобы создать такую тест-систему, авторы решили применить не так давно открытую люциферазу морского рачка Metridia. На сегодня это один из самых маленьких природных светящихся белков. Он позволяет люминесцировать морским веслоногим ракообразным. Чтобы такая молекула начала светиться, ей нужен лишь кислород.

Точность созданного теста проверяли с помощью стандартных наборов, которые используются в санэпидемслужбах для определения клещевого энцефалита. Ученые не выявили расхождений между результатами двух типов тестов. Более того, оказалось, что биолюминесцентное тестирование быстрее примерно на полчаса. Биологи также показали, что небольшой размер фермента уменьшает вероятность ошибок при синтезе и дает позволяет модифицировать его для применения в других тестах.

Согласно расчетам исследователей, один миллиграмм такого гибридного белка может обеспечить более 100 тысяч измерений. При этом из одного литра культуры генетически модифицированных клеток ученые получали от трех до пяти миллиграмм белка. Это значит, что на основе люциферазы Metridia longa можно создавать тесты на клещевой энцефалит в промышленном масштабе. Однако использование такого типа систем потребует дополнительного оснащения диагностических лабораторий.