Un esquema del desarrollo de Gamillus. El gen de la proteína fluorescente se clonó a partir de tentáculos de medusas de sombrero de flores, y fue diseñado para mejorar la propiedad monomérica y el brillo. (La medusa con sombrero de flores fue proporcionada por el Sr.Kamoizumi en el Acuario de Kamo, Yamagata, Japón.) Crédito:Acuario y Universidad de Osaka
Los investigadores de la Universidad de Osaka desarrollan una nueva proteína verde fluorescente que puede soportar un entorno de pH bajo para obtener imágenes de orgánulos ácidos
La visualización de los 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 la obtención de imágenes en entornos de pH bajo, como en orgánulos ácidos, incluidos los endosomas, lisosomas, y vacuolas vegetales. En ambientes de pH menor a 6, la mayoría de los FP pierden su brillo y estabilidad debido a su pKa neutro. pKa es la medida de la fuerza del ácido; cuanto más pequeño es el pKa, cuanto más ácida es la sustancia.
"Aunque hay informes de varios PF verdes tolerantes a los ácidos (GFP), la mayoría tiene serios inconvenientes. Es más, hay una falta de GFP tolerantes a los ácidos que sean prácticamente aplicables a la bioimagen, "dice Hajime Shinoda, autor principal de un estudio de la Universidad de Osaka que tenía como objetivo diseñar GFP monomérico tolerante al ácido que sea prácticamente aplicable a la obtención de imágenes de células vivas en orgánulos ácidos. "En el estudio actual, Desarrollamos un GFP tolerante a los ácidos. Lo llamábamos Gamillus ".
Figura 2. (Izquierda) Propiedad de fluorescencia dependiente del pH de Gamillus y EGFP. (Derecha) Imágenes de fluorescencia de células HeLa que expresan Gamillus o EGFP. Gamillus permite la observación de fluorescencia de la migración de proteínas a lisosomas causada por macroautofagia. Barra de escala, 10 μm. Crédito:Universidad de Osaka
Gamillus es una GFP clonada de Olindias formosa (medusa de sombrero de flores) y exhibe una tolerancia al ácido superior (pKa =3.4) y casi el doble de brillo en comparación con las GFP informadas. El espectro de fluorescencia es constante entre pH 4.5 y 9.0, que se encuentra entre el rango intracelular en la mayoría de los tipos de células. 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 Biología química celular .
"La aplicabilidad de Gamillus como etiqueta molecular se demostró mediante el patrón de localización correcto de las fusiones de Gamillus en una variedad de estructuras celulares, incluidos los que son difíciles de orientar, ", dice el autor correspondiente Takeharu Nagai." Creemos que Gamillus puede ser una poderosa herramienta molecular para investigar fenómenos biológicos desconocidos que involucran orgánulos ácidos, como la autofagia ".
