Международная группа ученых из Испании, России, Чехии, США и Израиля выяснила, как количество мутаций в белке avGFP и характер их взаимодействий влияет на интенсивность его флуоресценции. Результаты работы опубликованы в журнале Nature, а коротко о ней сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию «Ленты.ру» в пятницу, 20 мая.
В исследовании принимали участие сотрудники Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова. Их усилия были сфокусированы на изучении зависимости флуоресценции (светимости) белка avGFP (green fluorescent protein) от изменения последовательности аминокислот в его структуре.
Чем больше замен, тем больше проблем со светимостью белка. Когда отклонение от нормы увеличивается, сначала белок это «терпит», а потом в какой-то момент он «ломается» и перестает светиться. Однако экспериментальная проверка этих соображений, охватывающая большое количество замен и их комбинаций, до настоящего времени отсутствовала.
С помощью искусственного мутагенеза в ген вводили случайные мутации. В результате возникало огромное разнообразие новых вариантов гена, большая часть которых кодировала белки, отличающиеся от исходного одной или несколькими аминокислотными заменами. Последовательности этих вариантов определяли с помощью высокопроизводительного секвенирования и оценивали светимость соответствующих им белков.
Как и следовало ожидать, чем больше количество аминокислотных замен в белке, тем сильнее изменяются его свойства и тем менее интенсивной становится его светимость. Для генотипов, имеющих пять или более замен, флуоресценция уже не характерна. Причем даже если каждая отдельная мутация оказывала очень слабое негативное влияние на флуоресценцию (так называемые слабовредные мутации), то их сочетание приводило к существенно более сильному эффекту, чем можно было бы ожидать исходя из эффекта каждой отдельной мутации.
Такое взаимодействие называется негативным эпистазом. Теоретически возможна и обратная ситуация — уменьшение негативного влияния вредных мутаций в результате их взаимодействия, правда, таких случаев ученые практически не обнаружили.