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远程调控细胞有了新途径!重大发现:“光感蛋白”也能感知温度

前瞻网 2022-01-18 17:01

产业数据

大多数生物体都有对光敏感的蛋白质。即使是没有眼睛或其他视觉器官的生物,它们也会使用这些蛋白质来调节许多细胞过程,例如转录、翻译、细胞生长和细胞存活。

光遗传学领域依赖于这些蛋白质来更好地理解和操纵这些细胞过程。使用激光和这些天然存在的蛋白质基因工程版本(称为探针),研究人员可以精确地激活和叫停各种细胞途径,就像拨动开关一样。

近日,宾夕法尼亚大学工程学院的研究人员描述了一种新型的光遗传学蛋白。它不仅可以通过光控制,还可通过温度控制,从而能对细胞通路的操作进行更高程度的控制。该项研究,将为基础科学和转化研究开辟新的视野。

研究人员介绍,细胞信号通路Ras和PI3K在调节细胞死亡中发挥作用,可有助于我们了解健康细胞对疾病的反应。在新研究中,基于“BcLOV4”(一种蛋白质)的探针可以刺激哺乳动物细胞以及斑马鱼和果蝇这两种常见模式生物中的 Ras 和 PI3K 通路。

意外的是,研究人员还发现,BcLOV4探针不仅可以感知光,还可以感知温度。据悉,对光和温度的双重敏感是光感蛋白的全新特征。

接下来,他们模拟了各种光照和温度条件,以预测蛋白质的反应方式。研究结果表明,通过使用温度使 BcLOV4 失活,他们可以在同一细胞内独立控制多个光敏蛋白。

研究人员认为,BcLOV4对光照和温度刺激都有反应,意味着生物体内可能还存在类似的蛋白质。这一发现,为远程控制细胞功能开辟了新的可能性。

该研究论文题为“Temperature-responsive optogenetic probes of cell signaling”,已发表在《自然化学生物学》期刊上。

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责任编辑: 4161HSS

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