Учени от Япония демонстрираха техника, която по същество им позволява да контролират дистанционно движенията на червеите. Чрез имплантиране на светлочувствителни протеини в организмите, екипът успя да ги накара да се движат под зелена светлина и да спрат под UV.
Организмите трябва да могат да реагират на различни стимули в околната среда, като светлина или химикали, което им помага да намират храна и да избягват опасности. Хакването на тази сензорна система може да ни позволи да създадем „киборги“ с дистанционно управление – хлебарки, например, могат да бъдат управлявани чрез електрическо стимулиране на техните антени, така че инстинктивно да се отдръпнат от възприемано препятствие.
За новото изследване учените от столичния университет в Осака са използвали протеини, наречени опсини, като спусък. Тези протеини са чувствителни към различни дължини на вълната на светлината и реагират чрез изпращане на сигнали, които могат да задействат други неврологични вериги, с които са свързани, поле, известно като оптогенетика. Предишна работа с опсините показа, че те могат да се използват за възстановяване на зрението на слепи мишки или за модулиране на болката в отговор на светлина.
В този случай екипът ги използва, за да контролира директно движенията на C. elegans, малък червей, често използван в лабораторни изследвания. Два опсина бяха имплантирани в тези червеи – единият, който произхожда от комари, беше поставен в сензорни клетки, които карат съществата да се извиват от стимул, който тук би бил светлина. Вторият опсин, произхождащ от миноги, е чувствителен към UV светлина и е имплантиран в двигателните неврони на червеите.
Заедно това означаваше, че червеите ще започнат да се движат, когато са изложени на зелена светлина, и ще спрат напълно под UV. Екипът тества техниката и установи, че тя може да работи отново и отново, което показва, че протеините не се унищожават при многократно излагане. Това показва, че техниката може да се използва за създаване на оптогенетични сигнални системи, които изпълняват различни функции при различни цветове на светлината.
„И двете опсини на комари и миноги, които използвахме, са членове на семейството рецептори, свързани с G протеин (GPCR) – които се използват за усещане на различни стимули, включително мирис, вкус, хормони и невротрансмитери – демонстрирайки, че тази система, използваща светлина, може да бъде използвани за манипулиране на различни GPCRs и тяхното последващо вътреклетъчно сигнализиране и физиологични реакции“, каза професор Мицумаса Коянаги, водещ автор на изследването.
Малко е неясно точно до какви приложения може да доведе това изследване, но екипът казва, че е пробив в разбирането на биологията на тези сензорни системи и в крайна сметка може да доведе до нови открития на лекарства.
Изследването е публикувано в списанието PNAS.
източник: Метрополитен университет в Осака
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
