Новый оптогенетический подход для контроля синтеза белков на уровне мРНК
Исследователи из Университета Байройта разработали новый оптогенетический метод, позволяющий контролировать продукцию белков в бактериях на уровне мРНК с помощью синего света. Система, названная рибопторегулятором, обеспечивает особенно эффективную активацию генетического материала и превосходит предыдущие подходы. Она предоставляет новые инструменты для фундаментальных исследований и биотехнологии.
Суть метода
- Традиционные оптогенетические методы в основном контролируют транскрипцию ДНК в мРНК.
- Новая система воздействует на следующий этап — трансляцию мРНК в белок.
- В её основе — фоторецептор PAL, который под действием синего света связывается со специфическими структурами РНК и снимает блокаду с региона инициации трансляции. Это позволяет рибосомам присоединиться к мРНК и начать синтез белка.
Развитие системы: pAurora2
Используя модульность рибопторегулятора, учёные объединили его с другими генетическими схемами, создав систему pAurora2. Она обеспечивает строгий контроль экспрессии генов в бактериях в ответ на синий свет.
Ключевое преимущество pAurora2 — двойное усиление экспрессии целевого гена:
- Снятие блокады трансляции мРНК целевого гена.
- Подавление экспрессии репрессора трансляции. В результате экспрессия целевого гена может быть усилена более чем в 1000 раз.
Значение и перспективы
- Контроль на уровне РНК обеспечивает высокую скорость ответа, модульность и совместимость с другими генетическими схемами.
- Результаты открывают путь к созданию генетических цепей для контроля активности РНК как в бактериальных, так и в клетках млекопитающих.
- Технология перспективна для применения в тераностике, биотехнологии и материаловедении.
Исследование опубликовано в журнале Nucleic Acids Research.