Включение гена либо прочь есть в большинстве случаев намного более тяжёлым, чем легко щелкание выключателем. Но бригада швейцарских ученых спроектировала клетки, прибывающие достаточно родные: Лишь, когда они купаются в светло синий свете, делают клетки высказывают ген, засунутый в них.Подвиг есть последней уловкой в скоро растущей дисциплине, известной как optogenetics, где свет употребляется для управления действиями в клетках. Новый способ, обрисованный онлайн сейчас в Науке, «, имеет феноменальный потенциал», говорит синтетический биолог Кристофер Войт из Массачусетского технологического университета (MIT) в Кембридже, не вовлеченном в изучение.
В одном примере исследовательская несколько поместила производство пептида антидиабета у мышей под контролем выключателя optogenetic, разрешив им отрегулировать уровни глюкозы у животных лишь методом блистания свет на них.В базе нового изучения melanopsin, светочувствительная молекула, обнаруженная определенных нейронах в сетчатке, помогающей сохранить биологические часы млекопитающих в синхронизации с циклом сумрака и восход солнца.
В то время как эти клетки освещены броским светом, изменение в структуре melanopsin приводит к молекулярному каскаду, в итоге приводящий к притоку ионов Ca в электрический пульс и те нейроны.Методом передачи гена для melanopsin в человеческие эмбриональные почечные клетки синтетический биолог Мартин Фассенеггер из швейцарского федерального Технологического университета в Цюрихе и сотрудников сделал эти клетки светочувствительными также. Освещение их с синим светом ведет к притоку ионов Ca, как это делает в нейронах; в почечных клетках это не приводит к электрическому пульсу, но разрешает так именуемому транскрипционному фактору, NFAT, перемещаться в ядра клеток, связывать с определенными последовательностями ДНК, названными промоутерами, и так активизировать определенные гены. Методом начинания гена с промоутера NFAT в геном клеток также, ученые могут подвергнуть тот ген контролю света: Включите свет, и клетки начинают создавать протеин, что кодирует ген.
Фассенеггер говорит, что этот способ мог быть весьма полезным в основанном на клетке изготовлении определенной терапии рака. Производство таких составов возможно сложным, в силу того, что кое-какие из них повреждают рост клеток, создающих их либо напрямую убивающих их.
Все же клетки, поменянные этой новой стратегией, могли быть выращены к определенной плотности сперва и потом позваны произвести медицину лишь методом включения светло синий света в биореакторе, говорит Фассенеггер.На втором опробовании их способа исследователи спроектировали клетки для выражения, когда освещено, варианта аналогичного глюкагону пептида 1, состав, что может иметь потенциал в лечении диабета 2 типа. Пару сотен прозрачных микрокапсул, заполненных примерно 10 миллионами клеток любой, были тогда внедрены под шкурой диабетических мышей. Пульсирующий светло синий свет на мышей в течение 48 часов стал причиной повышению уровней инсулина грызунов и добрейшего допуска глюкозы если сравнивать с мышами контроля.
Нейробиологи применяли optogenetics способы для управления увольнением нейронов у животных, и другие также плавили светочувствительные выключатели к ферментам, но этот новый подход идет помимо этого, чтобы разрешить свету руководить выбранным геном, растолковывает нейробиолог MIT Эдуард Бойден. «Сейчас люди берут светочувствительный датчик и имеют его, приводят в воздействие целый каскад в клетке», говорит Бойден, именующий изучение «браком optogenetics и синтетической биологии».