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La méthode neuve aide à analyser des protéines pendant des procédés dynamiques sur les membranes biologiques

Une grande proportion de procédés biologiquement appropriés ont lieu aux membranes. L'étude de la dynamique de ces procédés en temps réel et sans toucher au système biologique est toujours un défi méthodologique important. Une équipe aboutie par PETRA Schwille, directeur au Max Planck Institute des biochimies, et Nikolas Hundt à partir de Ludwig-Maximilians-Universität München a maintenant développé une méthode neuve à cet effet : Rail Masse-Sensible de particules (MSPT). Utilisant MSPT, les mouvements et les réactions de différentes protéines non étiquetées sur les membranes biologiques peuvent être déterminés seulement par leur Massachusetts.

Les processus cellulaires sur des membranes sont souvent rapides et de courte durée. Les molécules se réunissent brièvement, séparent de nouveau, agissent l'un sur l'autre avec différents associés et déménagent le long ou par de la membrane. Il est pour cette raison important d'étudier non seulement des instantanés statiques de ces procédés, mais de comprendre également leur dynamique. Est-ce que mais comment ceci peut être réalisé méthodiquement ? PETRA Schwille du Max Planck Institute des biochimies et Nikolas Hundt de l'université de Ludwig Maximilians avec leur équipe ont développé la particule Masse-Sensible de méthode suivant - MSPT, qui laisse analyser des protéines pendant des procédés dynamiques sur des membranes.

Le point de départ pour les biophysiciens étaient les avancements récents en photométrie de masse, qui pourrait déjà être employée pour déterminer la masse moléculaire de molécules non étiquetées en solution. Ce qu'il y a de neuf au sujet de MSPT est que la dynamique des protéines membrane-associées peut maintenant être suivie dans leur environnement biologiquement plausible. Dans ce procédé, différentes protéines sont recensées par leur masse moléculaire sans besoin de marquage.

Frederik Steiert, un des premiers auteurs de la publication, dit : « Nous pouvons maintenant suivre directement sur les membranes biologiques quelles différentes protéines de masse ont, comment elles déménagent et comment elles agissent l'un sur l'autre. Ceci nous permet d'étudier la dynamique des systèmes biologiques plus en détail. » Analyser des procédés dynamiques est particulièrement important dans la biologie qu'autant de procédés à la membrane sont passagers.

Détermination de masse par la dispersion de la lumière

Quels principes la méthode neuve est-elle basé en circuit ? Quand la lumière heurte une particule, la lumière est dispersée. L'intensité de la lumière dispersée dépend de la masse de la particule. Des vidéos en lesquels différentes protéines sur des membranes sont rendues directement visibles sont enregistrés avec un microscope. À l'aide du logiciel d'analyse, ces protéines peuvent être suivies et leur signe de dispersion, et ainsi leur masse, peut être déterminée. C'est actuel possible aux protéines avec un poids moléculaire au moins de 50 kDa, c.-à-d. pour une grande partie de toutes les protéines connues. Un autre avantage de la méthode neuve de MSPT est que des protéines ne doivent pas être marquées. Le marquage peut être réalisé, par exemple, en fixant les balises fluorescentes aux molécules. Cependant, le marquage pose le risque que des protéines pourraient être nuies dans leur fonctionnement ou que les marques fluorescentes pourraient blanchir pendant l'expérience. À l'aide de MSPT, en revanche, des problèmes méthodologiques qui peuvent résulter du marquage sont évités.

Système de protéine de MinDE

Pour expliquer le potentiel de la méthode pour des questions biologiques, les biophysiciens avaient l'habitude un système déterminé du laboratoire de Schwille : le système de protéine de MinDE de la bactérie Escherichia coli (Escherichia coli). Les protéines d'esprit et de mine sont impliquées dans la division cellulaire d'Escherichia coli.

La méthode nous permet de caractériser des propriétés des systèmes dynamiques qui n'étaient précédemment pas mesurables. Ceci nous a permis non seulement de vérifier a déterminé des découvertes au sujet du système minimum, mais de gagner également des analyses neuves. »

Tamara Heermann, premier auteur

À l'aide de MSPT, l'équipe pouvait prouver que les composés des protéines d'esprit sont plus grands qu'a au commencement pensé. De plus, les expériences fournissent les premières analyses que la mine peut agir en tant que pièce de raccordement pour des protéines d'esprit et qu'elle peut commencer ainsi le desserrage de membrane de plus grands composés.

Comme signalé dans le papier neuf, MSPT fournit des analyses précieuses pour élucider des procédés dynamiques aux membranes biologiques. Cependant, les chercheurs travaillent continuement à améliorer la méthode encore autre. À l'avenir, la méthode devrait également s'appliquer pour les protéines intégrales de membrane et elle devrait permettre le dépistage encore de plus petites protéines.

Source:
Journal reference:

Heermann, T., et al. (2021) Mass-sensitive particle tracking to elucidate the membrane-associated MinDE reaction cycle. Nature Methods. doi.org/10.1038/s41592-021-01260-x.