Исследователи используют вспышки света для управления сигнальными путями в живых клетках

Ученые из Центра биотехнологий Турку создали новые инструменты для расшифровки и контроля сигнальных путей в живых клетках с помощью вспышек света. В принципе, теперь можно воздействовать на любую клеточную цепь с помощью этого метода. Используя этот подход, исследователи обнаружили, что основные биологические сигнальные пути можно заставить резонировать при воздействии на них с резонансной частотой.

Резонанс — хорошо знакомое понятие в музыке, физике и технике, лежащее в основе подходов в химии, биологии и медицине.

«Наше открытие, что сигнальные пути клеток млекопитающих можно заставить резонировать, является новым и, вероятно, будет иметь значение для лечения болезней. С помощью этого метода мы можем контролировать, когда сигнальный путь включен или выключен», — говорит старший исследователь Майкл Кортни из Центра биотехнологий Турку при Университете Турку и Университете Або Академи, Финляндия.

Команда разработала оптогенетические ингибиторы для протеинкиназ, таких как JNK, которая является центральным регулятором функции клетки.

«Считалось, что белок JNK в цитоплазме клетки не регулирует экспрессию генов в ядре, и мы полагали, что непрерывное ингибирование в цитоплазме неэффективно. Однако команда обнаружила, что подача в цитоплазму импульсов ингибирования JNK с определенной частотой приводила к ингибированию экспрессии генов в ядре. Это указывает на то, что клеточные сигнальные пути можно контролировать ранее неизвестными способами, как только будет определен соответствующий временной код», — говорит Кортни.

Он объясняет, что резонанс клеточных цепей может не только играть неожиданную роль в процессах дегенеративных заболеваний, но и даже направлять открытие новых терапевтических подходов. Интересно, что единственное предыдущее сообщение в научной литературе о резонансе клеточных цепей показало, что его можно использовать для предотвращения роста микробных клеток. Это новое открытие аналогичного поведения в клетках млекопитающих предполагает, что его потенциально можно использовать для остановки роста раковых клеток.

«В настоящее время развитие устойчивости к новым препаратам является серьезной проблемой в онкологии, так как разработка и одобрение новых лекарств стоят миллиарды долларов, и все же они могут быстро стать неэффективными в качестве лечения. С этой новой исследовательской информацией мы можем, возможно, изменить частоту вместо использования того же препарата и таким образом достичь лучшего результата», — говорит Кортни.

Открытие исследователями резонанса цепей в клетках млекопитающих может предложить способ избежать или обойти лекарственную устойчивость. Исследователи уже собрали консорциум и подали заявку на финансирование, чтобы начать оценку этой идеи.