La méthode neuve de chimio-optogenetic active le contrôle orientable d'activité des processus cellulaires

Les cellules ont besoin pour des réactions sur les modifications environnementales et un système équilibré des cascades de signalisation dans la cellule. Les protéines en dehors de la cellule, sur la surface cellulaire, à l'intérieur de la membrane cellulaire, et dans la cellule orchestrent beaucoup de voies de signalisation réglées avec précision, qui ont comme conséquence des réactions adéquates sur les conditions environnementales ou les changements de l'organisme elle-même. L'organisme spatio-temporel des processus cellulaires, par exemple, signalisation de cellules, polarisation de cellules et conséquence de neurite, est souvent réglé par la distribution sous-cellulaire des molécules ou des organelles.

Les différentes protéines peuvent remplir des fonctionnements distincts une fois situées à l'emplacement sous-cellulaire différent. Un exemple est la protéine Rac1, qui règle la forme du squelette de la cellule à la membrane de plasma intracellulaire, mais quand il localise au noyau il règle la morphologie nucléaire. Faire la navette nucleocytoplasmic de Rac1 joue un rôle majeur dans l'envahissement tumoral. Dans des neurones, le transport bidirectionnel le long des microtubules axonaux joue un rôle critique dans la distribution sous-cellulaire correcte des organelles. Son misregulation est impliqué dans les maladies neurodegenerative. Cependant, l'analyse des procédés complexes qui concernent faire un cycle, trafiquer ou faire la navette des molécules de signe/organelles entre différents compartiments de cellules demeure un défi majeur.

Le groupe de Yaowen Wu, qui est devenu récent professeur au département de chimie à l'université d'Umeå, a maintenant développé une technologie neuve nommée « le contrôle orientable d'activité (MAC) », qui rend des études sous tension des procédés de signalisation de cellules possibles. Les chercheurs sont des pionniers dans des méthodes se développantes pour l'observation en temps réel des mécanismes cellulaires dans des conditions réglées. Ils avaient l'habitude un système induit photoactivatable et double-chimique (pdCID) de dimérisation pour régler positionner des organelles et des protéines aux locations multiples dans une cellule.

Ce système combine deux réactions chimiques qui forment des dimères de protéine dans une cellule. L'un d'entre eux a pu être réglé par la lumière.

- Nous avons prouvé que notre système photoactivatable et chimiquement induit de dimérisation pourrait être employé pour régler le fonctionnement des organelles cellulaires et des voies cellulaires de signalisation dans une cellule à un niveau réglé avec précision et multicouche, qui n'était pas possible avec des méthodes existantes avant. Nous avons combiné deux systèmes modulaires dans un parallèle ou la façon compétitive pour activer le contrôle orientable de l'activité de protéine ou d'organelle par les petites molécules et la lumière, indique Yaowen Wu, qui installe juste son laboratoire neuf en Suède du nord.

L'organisme de recherche pourrait également prouver que leur technologie neuve active l'admission et les observations très rapides de différentes réactions cellulaires et active maintenant des études de perturbation ce qui ont été non possibles utilisant des approches génétiques traditionnelles.

Suivre cette méthode, les scientifiques ont fait fonctionner les cycles multiples de Rac1 faisant la navette parmi le cytosol, la membrane de plasma et le noyau dans une cellule. Ils pourraient régler le transport des peroxisomes (une organelle cellulaire impliquée dans l'oxydation des molécules) dans deux sens, c.-à-d. à la périphérie de cellules et puis au corps cellulaire, et vice versa. C'est comme jouer le billard dans la cellule, mais à l'écaille de micromètre.

- L'approche de MAC pourrait également être employée pour émuler ou nuire des états de la maladie concernant la protéine/organelle positionnant afin d'étudier les mécanismes pathogènes, et facilite éventuel le développement de leur intervention thérapeutique, le groupe a dit en leur publication très importante en tourillon prestigieux Angewandte Chemie.