Новый обратный оптогенетический инструмент

Исследователи из Рурского университета в Бохуме (RUB) охарактеризовали новый оптогенетический инструмент — белок, управляемый светом. Они использовали опсин (белок, встречающийся в мозге и глазах) из рыбки данио-рерио и ввели его в мозг мышей. В отличие от других оптогенетических инструментов, этот опсин не активируется, а, наоборот, выключается светом. Эксперименты также показали, что инструмент может быть пригоден для изучения изменений в мозге, ответственных за развитие эпилепсии.

Работу описывают команды профессора Мелани Марк и профессора Штефана Херлитце в журнале Nature Communications от 23 июля 2021 года.

Роль в различных состояниях

Опсин Opn7b — это G-белок-сопряжённый рецептор, обнаруженный у данио-рерио. В отличие от многих других светоактивируемых рецепторов этого типа, он может активироваться без светового стимула и, таким образом, постоянно активен (конститутивно активен). Обычно активация таких рецепторов ведёт к открытию ионных каналов, притоку ионов в клетку и дальнейшим сигнальным процессам. В случае Opn7b свет деактивирует эту постоянно активную сигнальную цепь.

Конститутивно активные G-белок-сопряжённые рецепторы мало изучены, хотя предполагается, что они играют роль при различных нейропсихиатрических состояниях, ночной слепоте и развитии вирус-индуцированных раков.

Детальная характеристика рецептора

Доктора Разие Карапинар, Ида Сивеке и Деннис Айкельбек детально охарактеризовали функцию Opn7b и, к своему удивлению, обнаружили, что рецептор деактивируется светом. В то время как обычные оптогенетические инструменты светом включаются.

Исследователи считают Opn7b хорошо подходящим для получения новых знаний о роли таких рецепторов в развитии болезней, поскольку их можно изучать контролируемо во времени в специфичных типах клеток.

Эпилептические приступы

Исследователи из Бохума изменили определённые клетки в коре головного мозга мышей так, чтобы они производили Opn7b. Деактивация рецептора светом вызывала у животных эпилептиформную активность, которую можно было специфично контролировать светом и прерывать с помощью других светоуправляемых белков.

Учёные надеются, что этот оптогенетический инструмент позволит точнее понять как лежащие в основе механизмы, так и временны́е масштабы развития эпилептических приступов.