25 Сентября 2017
МОСКВА, 25 сентября Российские молекулярные биологи открыли и изучили работу светочувствительного белка, который можно встраивать в мускульные клетки и напрямую управлять их работой, обстреливая их при помощи лазера, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
На данный момент у нас в руках находится вся ключевая информация о механизме работы белка. На этом мы основываем дальнейшие исследования по оптимизации и подстройке параметров белка под нужды оптогенетики, заявил Виталий Шевченко, первый автор работы и сотрудник лаборатории перспективных исследований мембранных белков МФТИ.
Ученых давно интересовал вопрос о том, как можно точечно управлять нейронами. Осуществить концепцию удалось лишь в 2005 году, когда группа исследователей из Стэнфордского университета под руководством Карла Диссерота смогла изменить нейроны генно-инженерными способами и возбудить нервные клеточки, облучив их светом. Этот метод назвали оптогенетикой – сочетание оптики и генетики.
В последующие годы сам биологи создали несколько других версий оптогенетики, работающих с другими типами света или принципиально иными типами излучения. К примеру, в мае этого года ученые их ИБХ РАН и МГУ создали тепловую версию оптогенетики, позаимствовав гены у змей, ищущих добычу при помощи биологической версии тепловизора.
Шевченко и его коллеги сделали первый шаг, чтобы пополнить коллекцию подобных методов прямого управления работой нервной системы, изучая архитектуру светочувствительных белков, недавно прямых в клетках микробов из рода Anabaena и некоторых их родичей. Как предполагают ученые, эти бактерии используют данные молекулы для того, чтобы чувствовать, что их припекает Солнце, и начать производить молекулы, защищающие их от повреждения ДНК ультрафиолетом светила.
Эти белки, получившие название ксенородопсины, кардинального отличаются по своей структуре от других бактериальных молекул, добавляемых в оптогенетике, что натолкнуло ученых на мысль, что его можно использовать и для других целей, помимо включения или выключения нейронов.
Кроме того, различия в структуре ксенородопсинов и обычных родопсинов могут негативным имиджем сказываться на жизни клеток, в которые их вставляют, что необходимо знать перед тем, как провести подобную методику. Шевченко и другие ученые из МФТИ и Института скелетной биологии и исследовательского центра Юлии детально изучили структуру одного из этих белков, NsXeR, пытаясь найти ответ на оба этих вопроса.
Как оказалось, NsXeR можно использовать не только для манипуляций работой мозга, но и для управления работой мышц. Данное вещество, как показали эксперименты ученых на клетках человека и крыс, не мешает работе так называемых кальциевых каналов, играющих критическую роль в сокращениях мышц. Это выгодно отличает его от многих других светочувствительных белков, добавляемых сегодня в оптогенетике.
Кроме того, как отмечают исследователи, NsXeR прокачивает протоны только в одну сторону, препятствуя прорыву катионов внутрь клетки в том инциденте, если этому благоприятствуют условия среды. Это позволяет очень гибко и точно управлять работой мускульных и нервных клеток в более широком диапазоне условий и значений, чем обычно удаётся в ходе оптогенетических опытов.
Как надеются ученые, собранные ими данные о работе NsXeR помогут не только приспособить его для использования в опытах, но и понять, зачем подобный белок, исполняющий по сути одну бесполезную функцию, правильный достаточно примитивной бактерии, в которой он был найден.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....