Wetenschappers hebben een nieuwe methode ontwikkeld waarmee ze tegelijkertijd meerdere eiwitten in levende cellen kunnen labelen en volgen. De techniek, multiplex CRISPR-beeldvorming (muCRISPRi) genoemd, maakt gebruik van een combinatie van CRISPR-Cas9-genbewerking en fluorescerende labeling om specifieke eiwitten in realtime te visualiseren.

De nieuwe methode zou nieuwe inzichten kunnen opleveren in de complexe interacties tussen eiwitten en hoe deze bijdragen aan cellulaire processen. Het zou ook kunnen worden gebruikt om de effecten van medicijnen en andere verbindingen op de eiwitfunctie te bestuderen.

"Deze nieuwe methode zal ons in staat stellen te zien hoe eiwitten samenwerken in levende cellen op een manier die nog nooit eerder mogelijk is geweest", zegt onderzoeksleider Dr. Jonathan Weissman, hoogleraar cellulaire en moleculaire farmacologie aan de Universiteit van Californië, San Francisco. .

De muCRISPRi-techniek werkt door twee verschillende CRISPR-Cas9-systemen te combineren. Eén systeem wordt gebruikt om het DNA van cellen te bewerken, zodat ze fluorescerende eiwitten tot expressie brengen wanneer bepaalde genen worden geactiveerd. Het andere systeem wordt gebruikt om te controleren welke genen worden geactiveerd door zich te richten op specifieke DNA-sequenties.

Door deze twee systemen te combineren kunnen onderzoekers een bibliotheek van cellen creëren die elk een ander fluorescerend eiwit tot expressie brengen wanneer een specifiek gen wordt geactiveerd. Hierdoor kunnen ze de expressie van meerdere genen tegelijkertijd volgen en zien hoe ze met elkaar omgaan.

De onderzoekers gebruikten muCRISPRi om 10 verschillende eiwitten in levende cellen te labelen en te volgen. Ze konden zien hoe de eiwitten met elkaar interacteerden en hoe ze op verschillende stimuli reageerden.

De onderzoekers gebruikten bijvoorbeeld muCRISPRi om te bestuderen hoe eiwitten die betrokken zijn bij de immuunrespons met elkaar interageren. Ze ontdekten dat deze eiwitten clusters vormen die door de cel bewegen en met elkaar interageren om een ​​immuunrespons op te wekken.

De onderzoekers gebruikten muCRISPRi ook om te bestuderen hoe eiwitten die betrokken zijn bij de celdeling met elkaar interageren. Ze ontdekten dat deze eiwitten een complex netwerk vormen dat de timing en nauwkeurigheid van de celdeling regelt.

De muCRISPRi-techniek zou kunnen worden gebruikt om een ​​breed scala aan cellulaire processen te bestuderen, van eiwitvouwing tot signaaltransductie. Het zou ook kunnen worden gebruikt om nieuwe medicijnen en therapieën te ontwikkelen door eiwitten te identificeren die betrokken zijn bij ziekteprocessen.

"De potentiële toepassingen van deze nieuwe technologie zijn enorm", zegt Weissman. "We zijn enthousiast om te zien hoe andere wetenschappers muCRISPRi gebruiken om nieuwe ontdekkingen te doen over hoe cellen werken."