-Флуоресцентные метки для сверхразрешающей микроскопии

Развитие методов сверх-разрешающей флуоресцентной микроскопии можно по праву считать главным технологическим прорывом последних лет в данной области. Эта технология, отмеченная в 2014 году Нобелевской премией по химии, позволяет преодолеть диффракционный барьер пространственного разрешения световой микроскопии и достичь нанометрового разрешения при наблюдении флуоресцентных сигналов. Применение методов микроскопии сверхвысокого разрешения для исследования живых систем предъявляет повышенные требования к системам флуоресцентного мечения. На сегодняшний день ни одна из традиционных систем не обеспечивает необходимого уровня фотостабильности, плотности мечения целевых структур, предсказуемого фотофизического поведения для проведения продолжительных экспериментов с высоким временным и пространственным разрешением, в щадящих условиях облучения на живых клетках. В данном проекте будут применены новые подходы, позволяющие повысить плотность мечения (использование низкоаффинных транизентно взаимодействующих меток, обратимо взаимодействующих пар флуороген-белок), снизить дозу облучения образца (создание быстропереключающихся фотоконвертируемых флуоресцентных белков), снизить неконтроллируемое мигание флуорофора (супрессия окислительной фотоконверсии). Ожидается, что в результате выполнения проекта будет создан ряд новых флуоресцентных меток, адаптированных для микроскопии сверх-высокого разрешения, что позволит проводить наблюдения за динамикой ультраструктурной организации живых клеток.

January 6, 2016 — December 31, 2020

Mishin A.S. (PI)

Laboratory of optical bioimaging

Grant, RSF

List of publications

  1. Bozhanova NG, Gavrikov AS, Mishin AS, Meiler J (2020). DiB-splits: nature-guided design of a novel fluorescent labeling split system. Sci Rep 10 (1), 11049
  2. Muslinkina L, Gavrikov AS, Bozhanova NG, Mishin AS, Baranov MS, Meiler J, Pletneva NV, Pletnev VZ, Pletnev S (2020). Structure-Based Rational Design of Two Enhanced Bacterial Lipocalin Blc Tags for Protein-PAINT Super-resolution Microscopy. ACS Chem Biol 15 (9), 2456–2465
  3. Zaitseva ER, Smirnov AY, Mishin AS, Baranov MS (2020). Synthesis and Optical Properties of the New Acetylene Kaede Chromophore Analog. Russ. J. Bioorganic Chem. 46 (3), 458–461
  4. Pennacchietti F, Serebrovskaya EO, Faro AR, Shemyakina II, Bozhanova NG, Kotlobay AA, Gurskaya NG, Bodén A, Dreier J, Chudakov DM, Lukyanov KA, Verkhusha VV, Mishin AS, Testa I (2018). Fast reversibly photoswitching red fluorescent proteins for live-cell RESOLFT nanoscopy. Nat Methods 15 (8), 601–604
  5. Smirnov AY, Perfilov MM, Zaitseva ER, Zagudaylova MB, Zaitseva SO, Mishin AS, Baranov MS (2020). Design of red-shifted and environment-sensitive fluorogens based on GFP chromophore core. Dyes Pigm 177,
  6. Perfilov MM, Gurskaya NG, Serebrovskaya EO, Melnikov PA, Kharitonov SL, Lewis TR, Arshavsky VY, Baklaushev VP, Mishin AS, Lukyanov KA (2020). Highly photostable fluorescent labeling of proteins in live cells using exchangeable coiled coils heterodimerization. Cell Mol Life Sci 77 (21), 4429–4440
  7. Bozhanova NG, Baranov MS, Klementieva NV, Sarkisyan KS, Gavrikov AS, Yampolsky IV, Zagaynova EV, Lukyanov SA, Lukyanov KA, Mishin AS (2017). Protein labeling for live cell fluorescence microscopy with a highly photostable renewable signal. Chem Sci 8 (10), 7138–7142
  8. Klementieva NV, Pavlikov AI, Moiseev AA, Bozhanova NG, Mishina NM, Lukyanov SA, Zagaynova EV, Lukyanov KA, Mishin AS (2017). Intrinsic blinking of red fluorescent proteins for super-resolution microscopy. Chem Commun (Camb) 53 (5), 949–951
  9. Bozhanova NG, Baranov MS, Baleeva NS, Gavrikov AS, Mishin AS (2018). Red-Shifted Aminated Derivatives of GFP Chromophore for Live-Cell Protein Labeling with Lipocalins. Int J Mol Sci 19 (12),
  10. Gavrikov AS, Baranov MS, Mishin AS (2019). Live-cell nanoscopy with spontaneous blinking of conventional green fluorescent proteins. Biochem Biophys Res Commun 522 (4), 852–854