Ученые из Колумбийского университета решили для слежения за низкомолекулярными веществами использовать комбинационное рассеяние света (эффект Рамана). Они разработали новую технологию наблюдения за движением в клетках низкомолекулярных веществ, размер которых не позволяет использовать обычные флюоресцентные метки.
Комбинационное рассеяние света (эффект Рамана) ? неупругое рассеяние оптического излучения на молекулах вещества (твердого, жидкого или газообразного), сопровождающееся заметным изменением частоты излучения. В отличие от рэлеевского рассеяния, в случае комбинационного рассеяния света в спектре рассеянного излучения появляются спектральные линии, которых нет в спектре первичного (возбуждающего) света. Число и расположение появившихся линий определяется молекулярным строением вещества.
Основным моментом нового метода является использование алкильных меток – химические группы с тройной углерод-углеродной связью. В клетках веществ с такими связями практически нет. Между тем они хорошо заметны в рамановском спектре. Также алкильные метки гораздо меньше флюоресцентных и, следовательно, меньше влияют на поведение меченых молекул.
Если добавить к среде, скажем, аминокислоты с алкильными метками и сканировать затем клетки лазером, можно заметить, как двигаются меченые аминокислоты, где они концентрируются, а также в состав каких белков они включаются. Исследование ученых показывает, что алкильные группы подходят для мечения не только аминокислот, но и мономеров ДНК и РНК, жирных кислот и др.
Флюоресцентные метки являются заменой опасным радиоактивным. Однако флюоресцентное мечение является менее чувствительным методом визуализации ДНК, и низкие концентрации продуктов футпринтинга не могут быть детектированы. Для визуализации продуктов, меченных флюорофорами, используют секвенирующие гели и методы капиллярного электрофореза.
Флюоресцентное мечение представляет собой один из главных методов современной биологии, при котором используется два подхода к мечению – химическое либо генетическое. В первом подходе метка (например, флюоресцин) присоединяется к нужному веществу заранее. А при генетическом, в случае с белками, необходимые гены заранее сливают с последовательностями флюоресцентных белков (GFP), в результате чего меченые белки образуются прямо в клетке.
Как правило, и химический и генетический типы не подходят для таких молекул, как, скажем, отдельные аминокислоты, липиды, нуклеотиды и др.