Un schéma de développement de Gamillus. Le gène de la protéine fluorescente a été cloné à partir de tentacules de méduses à chapeau de fleur, et a été conçu pour améliorer la propriété monomère et la luminosité. (La méduse à chapeau de fleur a été fournie par M. Kamoizumi dans l'aquarium de Kamo, Yamagata, Japon.) Crédit :Aquarium et Université d'Osaka
Des chercheurs de l'Université d'Osaka développent une nouvelle protéine fluorescente verte qui peut résister à un environnement à faible pH pour l'imagerie des organites acides
La visualisation des composants et des processus cellulaires au niveau moléculaire est importante pour comprendre la base de toute activité biologique. Les protéines fluorescentes (FP) sont l'un des outils les plus utiles pour étudier la dynamique moléculaire intracellulaire.
Cependant, Les FP ont des limites d'utilisation pour l'imagerie dans des environnements à faible pH, comme dans les organites acides, y compris les endosomes, lysosomes, et les vacuoles végétales. Dans des environnements de pH inférieur à 6, la plupart des FP perdent leur luminosité et leur stabilité en raison de leur pKa neutre. pKa est la mesure de la force acide; plus le pKa est petit, plus la substance est acide.
"Bien qu'il y ait des rapports de plusieurs PF verts tolérants aux acides (GFP), la plupart ont de sérieux inconvénients. Par ailleurs, il y a un manque de GFP tolérantes aux acides qui sont applicables dans la pratique à la bio-imagerie, " dit Hajime Shinoda, auteur principal d'une étude de l'Université d'Osaka qui visait à concevoir une GFP monomère tolérante aux acides qui soit pratiquement applicable à l'imagerie des cellules vivantes dans les organites acides. « Dans l'étude actuelle, nous avons développé une GFP tolérante aux acides. Nous l'avons appelé Gamillus."
Figure 2. (À gauche) Propriété de fluorescence dépendante du pH de Gamillus et EGFP. (À droite) Images de fluorescence de cellules HeLa exprimant Gamillus ou EGFP. Gamillus permet l'observation par fluorescence de la migration des protéines vers les lysosomes causée par la macroautophagie. Barre d'échelle, 10 µm. Crédit :Université d'Osaka
Gamillus est une GFP clonée à partir d'Olindias formosa (méduse à chapeau de fleur) et présente une tolérance aux acides supérieure (pKa =3,4) et presque deux fois plus de luminosité que les GFP rapportées. Le spectre de fluorescence est constant entre pH4,5 et 9,0, qui se situe entre la plage intracellulaire dans la plupart des types de cellules. Cristallographie aux rayons X (technique utilisée pour déterminer la structure atomique et moléculaire d'un cristal, dans ce cas, un cristal de Gamillus) et la mutagenèse ponctuelle suggèrent que la tolérance aux acides de Gamillus est attribuée à la stabilisation de la déprotonation dans sa structure chimique. Les résultats ont été publiés dans Biologie Chimique Cellulaire .
"L'applicabilité de Gamillus en tant qu'étiquette moléculaire a été démontrée par le modèle de localisation correct des fusions de Gamillus dans une variété de structures cellulaires, y compris ceux qui sont difficiles à cibler, " L'auteur correspondant Takeharu Nagai dit. " Nous pensons que Gamillus peut être un outil moléculaire puissant pour étudier des phénomènes biologiques inconnus impliquant des organites acides, comme l'autophagie."
