這種光激活技術(shù)在組織工程、再生醫(yī)學(xué)和了解身體如何工作方面具有潛在的應(yīng)用。
科學(xué)家現(xiàn)在可以使用光來激活活細(xì)胞內(nèi)外的蛋白質(zhì)功能。這種被稱為光激活SpyLigation的新方法可以打開正常關(guān)閉的蛋白質(zhì)，使研究人員能夠更詳細(xì)地研究和控制它們。這項技術(shù)在組織工程、再生醫(yī)學(xué)和了解身體如何工作方面具有潛在的用途。
蛋白質(zhì)幾乎執(zhí)行所有重要的生物學(xué)任務(wù)，包括處理DNA，代謝營養(yǎng)物質(zhì)和抵抗感染。蛋白質(zhì)何時、何地以及如何變得活躍對于各種生物過程都很重要。科學(xué)家們越來越多地探索是否可以打開和關(guān)閉蛋白質(zhì)功能來治療疾病。
“有了控制蛋白質(zhì)功能的新工具，特別是那些在時間和空間上提供受控激活的工具，我們正在努力設(shè)計用于移植的復(fù)雜組織，”資深作者Cole A. DeForest說，他是華盛頓大學(xué)工程學(xué)院的惠好捐贈化學(xué)工程副教授，也是生物工程副教授，是UW工程學(xué)院和醫(yī)學(xué)院的聯(lián)合部門。
“由于更多的人可以從組織或器官移植中受益，而不是可用的捐贈者，”他說，“這些方法為應(yīng)對器官短缺危機提供了真正的希望。
據(jù)17月<>日發(fā)表在《自然化學(xué)》雜志上報道，由DeForest研究小組的Emily Ruskowitz和Brizzia Munoz-Robles領(lǐng)導(dǎo)的研究小組表明，化學(xué)修飾的蛋白質(zhì)片段可以使用短暫的閃光連接成功能整體。
科學(xué)家們應(yīng)用他們的新方法來控制來自日本鰻魚肌肉的綠色熒光蛋白的發(fā)光。將該蛋白質(zhì)的非活性片段混合并凝制成Jell-O樣凝膠。然后使用激光將這些片段重新組合成完整的發(fā)光蛋白質(zhì)，不可逆。
通過控制激光的路徑，可以形成發(fā)光蛋白質(zhì)的精確模式?？茖W(xué)家們將他們的大學(xué)吉祥物哈士奇的顯微圖像蝕刻到凝膠中。他們還使用激光創(chuàng)建了一只比人類頭發(fā)高不了多少的狗的發(fā)光3D圖像。
研究小組還表明，它們可以激活人體細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)。三分鐘的光照足以打開參與基因組編輯的特定蛋白質(zhì)。有朝一日，這種工具可以用來將基因變化引導(dǎo)到身體非常特定的區(qū)域。
與 2022 年諾貝爾化學(xué)獎的主題所謂的點擊化學(xué)類似，光激活 SpyJoin 允許修飾的蛋白質(zhì)在生命系統(tǒng)內(nèi)相互反應(yīng)。然而，新方法超越了以前的方法，可以精確控制這種化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的時間和地點。
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