В своей лаборатории в Университете Дьюка (Duke University) Чандра Такер (Chandra Tucker) направляет синий свет на дрожжевые клетки и клетки млекопитающих, и их края начинают светиться. Этот эффект – результат действия введенного в клетку светочувствительного «переключателя» из растения.
С помощью нового переключателя ученые могут контролировать рост клеток, вызывать их смерть, выращивать новую ткань и доставлять лекарственные препараты непосредственно к больным клеткам, говорит Такер, адъюнкт-профессор кафедры биологии Университета Дьюка.
Такер и ее коллеги создали переключатель путем введения двух белков из растения Arabidopsis thaliana в клетки дрожжей, клетки почек и ткань мозга грызунов, выращенную в культуре. Два белка взаимодействуют друг с другом под воздействием света, обеспечивая контроль над многими функциями клетки.
Переключатель похож на описанный в прошлом году, когда ученые генетически ввели другой светочувствительный растительный белок и белок, взаимодействующий с ним, из клеток Арабидопсиса в клетки млекопитающих. Взаимодействие этих белков в ответ на красный свет заставляет клетки млекопитающих изменять свою форму, перемещаясь в направлении света.
В течение нескольких миллисекунд вспышки синего света красный флуоресцентный белок, обычно находящийся в глубине клетки (слева), взаимодействует с растительным белком, связанным с клеточной мембраной. Затем флуоресцентный белок мигрирует к краю клетки (справа). (Фото: Chandra Tucker, Duke)
Переключатель Такер использует белки Арабидопсиса, реагирующие на синий свет. В отличие от белков, активируемых красным светом, которым нужен дополнительный кофактор, реагирующий на синий свет переключатель не нуждается во введении других химических веществ, так как использует кофактор, естественно присутствующий в не растительных организмах.
Учитывая, что доставить химическое вещество в организм мушки или в отдельную клетку очень сложно, новый подход, когда одна из молекул уже находится в клетках дрожжей или млекопитающих, делает создание регулируемых светом переключателей гораздо проще. Такер и ее сотрудники описала свои результаты в журнале Nature Methods.
Чтобы проверить работу переключателя ученые соединили один из светочувствительных белков Арабидопсиса с красным флуоресцентным белком, а другой - с зеленым, который, в свою очередь, был связан с мембраной. Когда исследователи направили на клетку синий свет, растительные белки вступили в реакцию друг с другом, заставляя красный флуоресцентный белок быстро перемещаться к клеточной мембране, которая начала светиться желтым светом из-за слияния свечения красного и зеленого флуоресцентных белков. Ученые установили, что это взаимодействие обратимо и может вызываться воздействием света неоднократно.
