加拿大开发出用光控制细胞的生物学新方法

时间:2020-04-11 06:00:16 作者:360新闻网

  加拿大阿尔伯塔大学化学系研究人员开发出一种利用光在分子水平上来研究和控制细胞内部活动的新方法,这种叫做可光裂解蛋白的蛋白质,在蓝紫色光照下可变成两部分。相关论文(Optogenetic control with a photocleavable protein, PhoCl)发表在《自然方法》(Nature Methods)杂志上。

  首先,研究人员将可光裂解蛋白与细胞蛋白连接在一起形成抑制剂,阻止细胞蛋白发挥其通常的功能,这个过程被称为锁定。其次,通过将蓝紫色光照进细胞中,造成可光裂解蛋白分裂,去除抑制剂,给细胞中的蛋白解锁,恢复其正常功能。

  研究人员证明可光裂解蛋白能用来设计光活化的Cre重组酶、Ga14转录因子和一个病毒蛋白酶,这个病毒蛋白酶反过来可用作开启泛连接蛋白-1的大孔径离子通道。

  这种方法相对容易使用,可广泛应用于涉及细胞内过程控制的其它研究。光敏蛋白质的力量是它们可以用来研究活细胞的内部运作。例如,光遗传工具被广泛用于激活小鼠的大脑活动。研究人员可利用可光裂解蛋白在实验室来研究单个细胞、酵母菌和人类细胞,甚至整个动物,如斑马鱼或小鼠。

  该方法为了解细胞生物学提供了新的方法,在未来的研究中将有大量的潜在应用,从在发育生物学中观察哪一种细胞变成哪一种组织,到研究基因编辑技术。

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