Белок, управляемый светом и температурой, открывает новые возможности для изучения клеточных сигнальных путей
Большинство организмов имеют белки, реагирующие на свет. Эти белки, известные как оптогенетические зонды, позволяют с высокой точностью активировать и деактивировать различные клеточные пути, подобно переключателю.
Исследователи из Пенсильванского университета описали новый тип оптогенетического белка BcLOV4, который можно контролировать не только светом, но и температурой. Это открытие обеспечивает более высокую степень контроля над манипуляциями с клеточными путями.
Исследование опубликовано в Nature Chemical Biology.
Ключевые открытия
- Исходная цель: Создать более простой и эффективный однокомпонентный зонд для управления двумя важными сигнальными путями — Ras и PI3K, которые регулируют гибель клеток и часто вовлечены в развитие рака.
- Неожиданное открытие: В ходе экспериментов было обнаружено, что белок BcLOV4 обладает двойной чувствительностью — к свету и температуре.
- Преимущества: Как единый белок, BcLOV4 стимулирует сигнальные пути проще, чем предыдущие подходы, требующие нескольких белков. Зонды на его основе успешно работали в клетках млекопитающих, а также в модельных организмах — рыбках данио и плодовых мушках.
Значение и перспективы
- Новое свойство: Двойная чувствительность к свету и температуре — это совершенно новая особенность для фотосенсорных белков.
- Независимый контроль: Используя температуру для деактивации BcLOV4, можно независимо управлять несколькими светочувствительными белками в одной и той же клетке.
- Термогенетика: Открытие имеет значение для новой области термогенетики — управления клетками с помощью температуры, которая уже используется для дистанционного контроля клеточной терапии в моделях животных.
- Уникальный механизм: Температурно-чувствительное поведение BcLOV4 уникально — белок меняет свою субклеточную локализацию в зависимости от температуры, что обещает создать новый класс белков с уникальными возможностями.
Исследование открывает новые горизонты как для фундаментальной науки, так и для трансляционных исследований, позволяя осуществлять более сложный, многокомпонентный дистанционный контроль над функциями клеток.