Le laboratoire SciLifeLab Fellow Simon Elsässer du Karolinska Institutet rapporte une méthode, qui permet le marquage fluorescent des protéines avec la petite perturbation - un seul acide aminé - ajouté génétiquement à chaque extrémité d'une (micro)protéine d'intérêt. La méthode est appelée étiquetage terminal à un seul résidu (STELLA).

Il y a trente ans, le clonage de la protéine fluorescente verte GFP, avec des outils de génie génétique, a révolutionné le domaine en permettant aux chercheurs de fusionner une « balise » fluorescente à n'importe quelle protéine d'intérêt afin qu'elle puisse être observée directement dans des cellules vivantes en utilisant la microscopie à fluorescence. Les microscopes d'aujourd'hui réalisent une imagerie en direct, à une résolution nanométrique, en multicolore, permettant aux chercheurs de résoudre même les plus petites structures subcellulaires. Les protéines fluorescentes ont cependant une limitation :la taille de l'étiquette fluorescente est souvent équivalente à la taille d'une protéine repliée typique, ajoutant ainsi une « charge » moléculaire considérable à la protéine à l'étude et affectant potentiellement sa fonction. Cela peut devenir un obstacle particulier pour l'étude des microprotéines, une classe nouvellement appréciée de protéines qui sont beaucoup plus petites que la moyenne.

Dans une étude menée par un chercheur postdoctoral Lorenzo Lafranchi du laboratoire Simon Elsässer du Karolinska Institutet SciLifeLab, une méthode signalée, qui permet le marquage fluorescent des protéines avec la petite perturbation - un seul acide aminé - ajouté génétiquement à chaque extrémité d'une (micro)protéine d'intérêt. La méthode est appelée étiquetage terminal à un seul résidu, STELLA. Il est basé sur un bloc de construction synthétique (un acide aminé "concepteur" non canonique, plutôt que l'un des 21 canoniques) qui est incorporé avec une étiquette plus grande à l'aide d'une technique appelée expansion du code génétique. Le tag est ensuite rapidement retiré par la cellule, laissant un seul acide aminé concepteur terminal sur la protéine d'intérêt. L'acide aminé concepteur introduit un groupe chimique dans la protéine qui permet ensuite la conjugaison avec un petit colorant organique fluorescent, éclairer la protéine d'intérêt à l'intérieur de la cellule vivante. L'avantage par rapport aux techniques de marquage existantes reposant sur l'expansion du code génétique, et STELLA peut être utilisé pour marquer les extrémités de n'importe quelle protéine.

L'étude, publié dans le Journal de l'American Chemical Society , démontre l'utilité de STELLA dans le marquage fluorescent d'une variété de protéines et de microprotéines humaines, localisée dans différents compartiments et organites subcellulaires. Au-delà des protéines cellulaires, l'équipe a également pu marquer et localiser un certain nombre de polypeptides insaisissables produits par le coronavirus SARS-CoV2 causant Covid-19.