Švicarski bio-inženjeri su naučili uključiti gene sa svjetlom

Najnoviji uspjeh laboratorij Fusseneggera Martin (Martin Fussenegger) - gotovo znanstvena fantastika: profesor biotehnologije andBioengineering, i njegov tim su izgradili genetsku mrežu u živim stanicama, koje se mogu koristiti za aktiviranje i reguliranje specifične gene preko plavog svjetla. Međutim, umjesto da se stvara potpuno novu mrežu, bioinženjera jednostavno spojiti dvije već postojeće u prirodnom stanične signalizacije - jedan od vizualno i drugi imunološkog sustava. Stanice s takvim funkcioniranje mreže gena umetnuta pod kožu, a implantat je osvijetljen plavim svjetlom. Prema prvom autora članka objavljenog u časopisu Science Hayfan E (Haifeng Vi), to omogućuje znanstvenicima za kontrolu ciljne gene s izuzetnom preciznošću.

„Gene prekidač” korišten znanstvenici uključuje mrežu sastoji melanopsin (melanopsin) - ljudske retine protein koji tvori kompleks s vitaminom A. Kada osvijetljen plavom svjetlu kompleksa signalna kaskada aktivirana prvo pruža akumulacije kalcija unutar stanice. Ovaj proces se prirodno javlja u oku i odgovoran je za svakodnevno prilagodbu biološkog sata u mozgu. Međutim, znanstvenici su ga povezali s drugim signalnim putovima, koji igra ključnu ulogu u imunološkom regulacije.

Intracelularni kalcij aktivira enzim uklanja fosfatne skupine (P) NFAT-P proteina. Svuče fosfatna skupina faktora transkripcije NFAT (nuklearni faktor aktiviranih T stanica) ulazi u staničnu jezgru gdje se veže na sintetskoj kontrolnom sekvencom i uključuje znanstvenici uveden ciljanog gena. Gen se aktivira, a stanica počinje proizvoditi kopije kodiranog proteina u njoj, broj kojih znanstvenici mogu biti kontrolirani od strane podešavanjem količinu svjetlosti i njezin intenzitet. Isključite gen je jednako lako: dovoljno je ugasiti svjetlo. Jer bez svjetla melanopsin stimulacije kalcija u stanice više ne nakupljaju, signalnu kaskadu se prekida.

Umjetna signalna kaskada sintetiziran u ljudskim stanicama koje, kada je pravilno pakirani su transplantirani u miševe. Plava svjetlost dođe do stanica implantata kroz najfiniji optičkog kabela. Ako se implantat izravno transplantiraju pod kožu miševa, kako bi se signalne kaskade zaradio dovoljno da se stavi životinju pod plavim svjetiljke. Kao izvor svjetlosti, znanstvenici su koristili komercijalno dostupnih LED diode ili plavo svjetlo svjetiljke obično se koriste za kontrolu zimske depresije. Takva svjetlost ne oštećuje kožu, jer nema ultraljubičasto komponentu.

U eksperimentima u staničnim kulturama i miševa, znanstvenici su testirani na svjetlo koji inducira sintezu GLP-1 (glukagonu sličan peptid 1) - hormona izravno kontrolu proizvodnje insulin i tako, regulatorni šećeru. Ovi eksperimenti su pokazali znanstvenike da je njihov pristup radi: svjetlo je strogo kontrolirana proizvodnja GLP-1 hormon pomaže miševe s dijabetesom za poboljšanje proizvodnje modela insulin, brzo ukloniti iz glukoze u krvi i smanjenje šećera ravnotežu u tijelu.

Martin Fussenegger sanja o tome kako je njegov tim razvili genska terapija usmjerena na sintezu GLP-1, jedan dan moći zamijeniti klasičnu injekciju inzulina potrebna u bolesnika s dijabetesom. Na primjer, bolesnici s dijabetes Tip 2 mogao biti stavljen na ambulantno, takve implantata ispod kože. Crna mrlja s LED bi zaštitili odgovarajuću površinu kože od dnevnog svjetla. Kada je potrebno, na primjer sljedeći obrok, pacijent će uključivati ​​LED žarulje jednostavnim pritiskom na gumb i implantata pokriveno nekoliko minuta, poticanje GLP-1 spoj. Kada je iznos koji cirkulira u tijelu GLP-1 će postati dovoljno, pacijent može isključiti žarulju.

„Dokle god je to znanstvena fantastika,” - rekao je profesor Fussenegger. „Naravno, to će biti dugo vremena prije nego što možemo vidjeti sličan proizvod na tržištu.”

Sažetak sintetički Optogenetic Transkripcija uređaja Poboljšava homeostaze glukoze u krvi kod miševa