Вышла интересная статья про белки, флуоресценцией которых можно дистанционно управлять с помощью комбинации магнитных полей и радиоволн.

Такие белки могут служить генетически кодируемыми квантовыми биосенсорами, и в потенциале отслеживаются в организме аналогом МРТ.

Международная группа исследователей создала новый класс белков MagLOV с помощью направленной эволюции. Эти белки демонстрируют сильный магнитооптический эффект, меняя свечение до 50% в слабом поле. Ключевое открытие — возможность наблюдать оптически детектируемый магнитный резонанс (ОДМР) в живых клетках при комнатной температуре.

В основе явления лежит квантовый механизм спиново-коррелированной радикальной пары между флавиновым кофактором и белковым каркасом. MagLOV преодолевает недостатки природных белков, обладая высокой чувствительностью, стабильностью и генетической кодируемостью.

Авторы работы создали различные варианты белков с разным откликом для расширения их функциональности. Одним из применений стало мультиплексирование — различение клеток по динамике магнитного отклика, даже при одинаковом цвете свечения. Также показана эффективная лок-ин детекция сигнала для работы в условиях сильного фонового шума. Наиболее впечатляющая часть работы — пространственная локализация белков с помощью градиента магнитного поля. Это что-то вроде МРТ, но для флуоресцентной метки, что нечувствительно к светорассеянию в тканях.

Эксперимент с катушкой МРТ-сканера позволил определить глубину залегания клеток с точностью около 0.6 мм. Другое применение — сенсоринг микроокружения, где белок реагировал на присутствие парамагнитных ионов гадолиния. Это открывает путь к детекции свободных радикалов или металлов в клетке. Работа представляет переход от изучения квантовой биологии к созданию практических инженерных инструментов. Белки MagLOV сочетают высокую чувствительность квантовых измерений с возможностями белкового дизайна. В перспективе технология может помочь разработать методы глубокой тканевой визуализии специфических клеточных популяций in vivo.