'Molekyyliaktiviteettimaalaus', jolla ohjataan ja valvotaan kytkentäisiä, valoherkkeitä solujen sisäisiä häiriöitä

Anonim

Plasmamembraani toimii tärkeimpänä napaisena signaalikaskadeille keskeisten soluprosessien ohjaamiseksi. Mutta se on nestemäinen väliaine, joka tekee signalointiprosesseista vaikeaksi valvoa. Nyt saksalaiset tiedemiehet ovat suunnitelleet molekulaarisen "sivellin" -menetelmän laukaisemaan, valvomaan ja valvomaan myös merkinantoprosesseja. Kun ne kirjoittavat Angewandte Chemie -lehdessä, niiden modulaarinen järjestelmä, joka on tehty valoa aktivoiduista molekyylirakenteista, voi esimerkiksi aiheuttaa kuvioitua supistumista elävien solujen sisällä.

Plasmamembraani on solua ympäröivä tiukka lipidivaja. Membraaniproteiinit ohjaavat veden, ionien, proteiinien ja muiden yhdisteiden sisäänvirtausta ja ulosvirtausta. Solunsisäiset signaalit transdusoidaan reseptoreilla membraanin kautta liikkumaan solunsisäisiin prosesseihin kuten solujen liikkumiseen tai erilaistumiseen. Näiden tapahtumien visualisointi molekyylitasolla on edelleen suuri haaste, pääasiassa johtuen proteiinireseptoreiden nopeasta diffuusiosta plasmamembraanissa. Siksi Max Planckin molekyylifysiologian instituutin Leif Dehmeltin ryhmät ja Yaowen Wu Max Planck -yhdistyksen kemian genomikeskuksessa (Saksa) ovat kehittäneet uuden tekniikan, jota kutsutaan nimellä "Molecular Activity Painting" (MAP), joka yhdistää immobilisaation ja valoa ohjattu aktivointi: Keinotekoiset reseptorit, jotka on kiinnitetty solusubstraattiin tiukasti, on varustettu suunnitellulla modulaarisella molekyylijärjestelmällä. Yksi valopulssi aktivoi modulaariset rakennuspalikat, jotka voivat laukaista paikallisia signaalikaskadeja, jotka johtavat lopulta sytoskenetonin liikkeisiin. Tämä tekniikka tekee soluvasteesta näkyvän kalvon harjalla.

MAP-tekniikan ydin on liukoinen monikomponenttinen molekyyli, joka on koottu neljästä toiminnallisesta osasta: kloorialkyyliryhmästä, polymeerisestä (PEG) linkkeri, molekyyliryhmästä, jota kutsutaan trimetroprimiksi tai TMP: ksi, ja valoherkkä ryhmä nimeltä Nvoc. Tämä "häkkeistä kemiallinen dimeroija", kuten sitä kutsutaan, voi suorittaa useita tehtäviä: Kloorialkyyliryhmänsä kautta se sitoutuu keinotekoiseen reseptoriin, joka on tiukasti ankkuroitu ja immobilisoitu solusubstraatille. Nvoc-ryhmä voidaan poistaa ("uncaged") yhdellä valopulssilla. Sopimattomaan TMP-osaan kohdistetaan sitten suunniteltu tekijä signaalin kaskadin indusoimiseksi solussa. Koko järjestelmä on suunnattu yhteen tarkoitukseen: molekyylitoiminnan ohjaaminen ja visualisointi elävissä soluissa.

Käyttämällä tätä tekniikkaa tutkijat indusoivat kuvioidun aktomyosiinipitoisuuden elävän nisäkässolun sisällä. Tai tarkemmin sanottuna he "maalasivat" kirjaimen "N" elävän solun plasmamembraanista. "Molekyyliaktiviteetin maalaus" (…) mahdollistaa säätöverkostojen kytkentäiset, kuvioidut häiriöt mikrometrin tarkkuudella ", tutkijat ehdottavat.

menu
menu