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Ricercatori per sviluppare i nuovi strumenti optogenetic per biologia e medicina

Il consiglio della ricerca europeo (ERC) sta fornendo a 10 milione euro in finanziamento per un progetto interdisciplinare e di collaborazione nell'analisi strutturale e biofisica dei fotoricettori selezionati e del loro sviluppo “in OptoGPCRs„, alle opzioni molecolari controllate a luminosa una vasta gamma di applicazioni nella biologia ed alla medicina.

Il gruppo di Grant di sinergia di ERC consiste del ricercatore principale corrispondente Gebhard Schertler, del direttore della divisione di biologia e di chimica allo PSI e dei suoi colleghi Peter Hegemann (università di Humboldt di Berlino, della Germania), Sonja Kleinlogel (università di Berna, di Svizzera) e Rob Lucas (università di Manchester, Regno Unito).

Dimostreranno insieme come OptoGPCRs può rivoluzionare la nostra capacità di gestire un'ampia varietà di trattamenti cellulari complessi con indicatore luminoso.

Il progetto costituito un fondo per dalla sinergia Grant “rhodOpsins scambiabili di ERC nelle scienze biologiche„ - solenoide - è basato sui cosiddetti rhodopsins bistabili. Rhodopsins appartiene alla classe di cosiddetti ricevitori proteina-accoppiati G (GPCRs).

Ci sono centinaia di GPCRs differente che attivano varie proteine differenti di G e svolgono un ruolo importante nella segnalazione delle cellule in quasi ogni tipo delle cellule. Secondo le aspettative, sono gli obiettivi di grande varietà di prodotti farmaceutici.

Rhodopsins è GPCRs luminoso attivato, più noto per il loro ruolo come fotorecettori nella retina dell'occhio umano. Sopra l'attivazione, i ricevitori della visione nei nostri occhi perdono il loro sensore leggero, il retinico derivato della vitamina A e deve “essere riunito„ per accettare ancora i fotoni (indicatore luminoso).

I rhodopsins bistabili, tuttavia, tengono il loro retinico e possono in linea di principio essere attivati e disattivati dai flash multipli di indicatore luminoso senza richiedere alcun'installazione, fungenti da vere “opzioni„ biologiche.

Facendo uso di indicatore luminoso “all'opzione„ un trattamento cellulare in funzione e a riposo

“Il nostro consorzio persegue tre obiettivi principali„, dice Gebhard Schertler. “In primo luogo, vogliamo delucidare la struttura dei rhodopsins bistabili per capire meglio come funzionano.„

In secondo luogo, i ricercatori useranno i metodi biologici molecolari per creare i rhodopsins bistabili con i beni novelli che possono essere girati in funzione e a riposo dall'indicatore luminoso delle lunghezze d'onda differenti e efficacemente imitare l'effetto di segnalazione dell'altro GPCRs.

Ciò ci permetterà di girare tutta la segnalazione proteina-mediata G trattata in qualunque tipo delle cellule in funzione e a riposo da indicatore luminoso di un colore specifico. Il nostro terzo scopo è di utilizzare queste opzioni per studiare l'effetto della proteina di G che segnala negli animali e per usare questa conoscenza per lo sviluppo di terapeutica del gene contro le malattie umane.„

Gebhard Schertler, ricercatore principale corrispondente e direttore della divisione di biologia e di chimica, Paul Scherrer Institut (PSI)

La seconda rivoluzione di optogenetics

La concezione della prima generazione del optogenetics ha introdotto un'idea rivoluzionaria nelle scienze biologiche di vita moderna e se un esempio eccezionale di come la ricerca di base sui beni molecolari delle proteine può tradurre in applicazione pratica nei sistemi cellulari ed animali.

Optogenetics già ha avuto un impatto enorme in neuroscienze. Finora, tuttavia, è stato limitato ai canali ionici luminoso gated, limitanti la sua applicazione essenzialmente allo stimolo delle cellule nervose. Ciò ha impedito l'applicazione diffusa di questa tecnologia nelle scienze biologiche.

Finora, estendere l'intervallo degli strumenti di optogenetics verso il foto-control dei ricevitori cellulari quale GPCR hanno fallito.

La competenza sinergica ed interdisciplinare combinata di Gebhard Schertler, un esperto nella caratterizzazione strutturale di questi ricevitori, Peter Hegemann, un padre fondatore dei primi strumenti di optogenetics con conoscenza ineguagliata nella caratterizzazione biofisica dei fotoricettori, Rob Lucas, un esperto di livello mondiale sui rhodopsins bistabili in mammiferi e un esperto nelle analisi cellulari e Sonja Kleinlogel, un pioniere nella terapia genica facendo uso del optogenetics, fornirà l'opportunità di consegnare una casella degli strumenti ai dei ricevitori cellulari controllati a luminosa con le applicazioni diffuse nella biologia e nella medicina.

Schertler e Lucas fa parte “di un progetto costituito un fondo per internazionale di frontiera umano di programma di scienza„, che ha fornito i dati preliminari importanti per questo ERC SynergyGrant, che è costituito un fondo per dall'Unione Europea durante sei anni.

Questa concessione di ERC ha una probabilità realistica trasformarsi nel catalizzatore per “un secondo giro di motore di optogenetics„ con lo PSI come istituzione principale che svolge un ruolo fondamentale nell'estensione dei limiti delle scienze biologiche di vita moderna.