Komórkowy przełącznik świetlny - to już nie science fiction

Na Duke University w USA naukowcom udało się stworzyć roślinny świetlny przełącznik komórkowy. Do czego ma posłużyć? Może być stosowany w komórkach zwierzęcych m.in. do kontroli, czy lek dostał się do uszkodzonych tkanek, naprawiać tkankę mózgową bądź likwidować komórki rakowe.

Badacze używają tego roślinnego przełącznika światła niebieskiego zaimplementowanego w komórkach zwierzęcych do kontroli procesu śmierci komórkowej, badania wzrostu nowej tkanki bądź sprawdzenia drogi dostępu leku do uszkodzonych komórek.

Zespół pod kierownictwem prof. biologii - Chandry'ego Tuckera - stworzył przełącznik dzięki włączeniu dwóch białek rośliny Arabidopsis thaliana do komórek drożdży, komórek nerek i kultur tkankowych mózgu gryzonia. Białka te reagują na światło niebieskie. Podobny przełącznik świetlny skonstruowano w 2009 roku. Także składał się z białek pochodzących z Arabidopsis thaliana.

Na naświetlenie światłem czerwonym białka reagowały, zmuszając komórkę zwierzęcą do zmiany kształtu bądź ustawiania się w kierunku światła. Aby przetestować ten przełącznik, zespół skojarzył jedno z wrażliwych na światło białek Arabidopsis thaliana z białkiem dającym światło czerwone i inne z białkiem emitującym światło zielone, które zostało zaimplementowane do błony komórkowej.

Kiedy naukowcy oświetlili komórkę niebieskim światłem, białka roślinne zareagowały, zmuszając białko światła czerwonego do szybkiego przesunięcia się do błony komórkowej, która zaczęła wtedy świecić na żółto ze względu na połączenie białek światła czerwonego i zielonego. Reakcja ta jest odwracalna i można ją powtórnie wywołać poprzez naświetlenie.

Przełącznik jest jednym z kilku, które zostały stworzone, aby dać naukowcom lepszą kontrolę nad różnymi funkcjami komórki. Wspomagają one testowanie nowych leków - zwłaszcza przeciwnowotworowych, umożliwiając prześledzenie niszczenia przez nie komórek nowotworowych (świecą one innym światłem niż komórki zdrowe, a po uruchomieniu mechanizmu śmierci komórkowej przestają świecić).

Następnym krokiem w ich rozwoju ma być poprawa efektywności białek. Celem jest uczynienie ich możliwymi do osadzenia nie tylko w kulturach komórkowych w laboratoriach, ale i w żywych robakach, muszkach, myszach i innych organizmach modelowych.

Ta metoda ma pozwolić badaczom na testowanie, w jaki sposób komórki w tkance oddziałują na najbliższe komórki, aby móc kierować wzrostem aksonów w neuronach, naprawiać tkankę mózgową bądź likwidować komórki rakowe.

Źródło: www.eurekalert.org