Kinaseaktivität sichtbar machen: Molekularer Rekorder Kinprola

Der neue molekulare Rekorder mit dem Namen Kinprola basiert auf dem Prinzip eines selbstmarkierenden Proteins: 

• Zwei getrennte Fragmente des sogenannten HaloTag-Proteins fügen sich zusammen, wenn eine bestimmte Kinase aktiviert wird. 

• Wird gleichzeitig ein fluoreszierendes Substrat eingebracht, startet die Markierung. 

• Die Intensität dieser Markierung steht im direkten Zusammenhang mit der Kinaseaktivität; das Substrat definiert den Zeitraum der Aufzeichnung. 

So kann temporäre Aktivität in ein stabiles Fluoreszenzsignal umgewandelt werden, unabhängig vom Zeitpunkt der Analyse. 

„Wir wollten einen Weg finden, Kinaseaktivitäten skalierbar und hochauflösend aufzuzeichnen, ohne durch die bisherigen Begrenzungen der optischen Bildgebung eingeschränkt zu sein“, sagt De-en Sun, Projektleiter am Max-Planck-Institut. 

Denn herkömmliche Mikroskopie erlaubt meist nur Echtzeitbeobachtungen kleiner Zellgruppen und ist für tiefere Gewebeschichten nur bedingt geeignet. Kinprola hingegen kann auch in komplexen Geweben eingesetzt werden, beispielsweise im Gehirn von Mäusen, wo es eine durch Medikamente erhöhte PKA-Aktivierung nachweist. 

Die Forschenden entwickelten Kinprola-Varianten für vier unterschiedliche Proteinkinasen. Besonders im Fokus steht die Proteinkinase A (PKA), die eine zentrale Rolle in vielen Signalwegen spielt. Kinprola eignet sich für unterschiedliche Bildgebungsverfahren sowie für die Durchflusszytometrie. Dadurch lässt sich das System vielseitig in der Zellforschung einsetzen. 

Die Methode ist skalierbar, flexibel und funktioniert sowohl in Zellkulturen als auch in vivo. Sie ermöglicht eine zuverlässige Analyse auch in heterogenen Zellpopulationen. 

MEDICA.de; Quelle: Max-Planck-Institut für medizinische Forschung