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新技术利用光来控制细胞内蛋白质的寿命

研究人员报告说,他们已经开发出一种新技术,该技术利用光来控制细胞内蛋白质的寿命。这种方法将使科学家更好地观察特定蛋白质如何促进健康,发育和疾病。

负责这项新研究的伊利诺伊大学生物化学教授张凯说,以前控制蛋白质水平的技术包括添加能降解特定蛋白质的化学物质。张说,光是一种称为光遗传学的方法,是控制蛋白质水平的一种更有效,无毒的方法。

张说,在早期的光遗传学方法中,科学家修饰了特定的蛋白质,从而使光照射到细胞上会导致蛋白质分解。

蛋白质在细胞中的活化方式不同。研究人员希望确保他们的方法能够对任何感兴趣的蛋白质起作用。

该团队的新技术称为GLIMPSe,涉及将称为degron的短肽序列连接至靶标蛋白,该蛋白向细胞发出信号以使其降解。光触发细胞除去德格隆,从而拯救蛋白质免于降解。这项技术使科学家能够研究当细胞中存在或不存在某种蛋白质时,或者当蛋白质以较低和较高的水平存在时会发生什么。

研究人员修饰了两种蛋白质:一种激酶和一种磷酸酶。

张说:“如果激活该激酶,它将指导细胞分化为神经元细胞系。”“如果激活磷酸酶,它将阻止这种分化。”

孟德尔说:“我们证明了使用光可以控制两种不同类型蛋白质的稳定性。”“我们在使用灯的30分钟内看到了蛋白质的稳定。”

张说:“该系统的局限性之一是,一旦蛋白质被拯救,我们将无法进一步控制其水平。”“最终,细胞将降解蛋白质。”

研究人员正在努力开发新技术,以进一步扩展其控制范围。

这些发现是与伊利诺伊大学比较生物科学教授,该论文的合著者Jing Yang长期合作的结果。

张说:“我们开始研究胚胎的发育,杨教授对德贡的工作方式进行了非常详细的研究。”“通过将胚胎发育与合成生物学联系起来,我们创造了新的工具。”

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