从多细胞生物中选择性地根除特定类型细胞的能力允许科学家破译这些细胞的功能，但是可用的工具 - 无论是手术，化学还是遗传 - 都是不精确的，远非理想的。现在，加州大学旧金山分校的蛋白质工程师和神经生物学家联手创造了一种生物光剑 - 一种可以通过将它们暴露在光线下来杀死特定细胞的工程蛋白。

这种细胞消融技术在神经科学中特别重要。关于脑功能的一些最早的见解是基于对在不同脑区具有特定病变的患者的观察。科学家随后开发了精确的方法来模拟这种“自然实验”，消除特定的细胞或组织，以剖析其正常功能。最近，研究人员使用了激光烧蚀，遗传触发的毒素，甚至是基于光的开关，它们在杀戮狂欢中设置了氧化剂。但是这些技术缺乏精确性，并且通常会产生更多的伤害，包括炎症，而不是必要的。

这项新研究将于2017年9月11日在美国国家科学院院刊(PNAS)的在线早期版本中发布 - 据报道，科学家称之为“Caspase-LOV”的蛋白质使用光来利用细胞凋亡，这是一种天然的“细胞自杀”途径，细胞在某些情况下会引发自身死亡。

Caspase-LOV是由研究生Ashley Smart领导的实验设计的，因为它将LOV(光氧电压传感域)(一种源自燕麦的分子光传感器)与caspase-3(人类版本)联系起来。对细胞凋亡至关重要的酶。

因为细胞凋亡是一种基本的生物过程，在正常发育过程中用于修剪不需要的细胞，并处理有缺陷的细胞，它是锋利的并且诱导清洁，非炎症形式的细胞死亡。当细胞受到急性损伤时，它们会溢出所有内容物，但凋亡细胞会缩小并被邻近细胞或免疫细胞吸收 - 半胱氨酸蛋白酶终结是一种整齐的细胞死亡，周围组织没有任何炎症。

“Caspases就像拆迁专家一样，”加州大学旧金山分校药学院药学化学教授兼主席James A. Wells博士说，这项新研究的共同高级作者“他们知道将爆炸物放在桥上的地方”它不需要使用核武器。使用半胱天冬酶杀死的原因之一是因为它们以非常干净的方式这样做 - 不像用激光或手术消融细胞，这是杂乱而且不精确，这导致尸体移除过程自然知道如何处理，但没有组织任何附带损害“。

GRAE‘戴维斯博士，生物化学和生物物理学加州大学旧金山分校的系的阿尔伯特鲍尔斯教授和一把椅子，一个成员智能和韦尔斯在研究中通过共同资深作者格雷姆加盟’加州大学旧金山分校卡夫利基础神经科学研究所。

由于光很容易穿透果蝇果蝇的胚胎，作者认为Caspase-LOV将立即用于研究这种重要模式生物的实验室，如戴维斯，但他们说该工具最终也可用于其他生物，例如老鼠，通过使用光纤照亮并精确消除细胞。

Caspase-LOV细胞死亡开关工作简单而优雅。科学家可以提前决定哪种细胞类型携带Caspase-LOV，并控制光线何时撞击这些细胞以诱导细胞凋亡。例如，研究小组在他们的新研究中证明，当Caspase-LOV在果蝇运动神经元中表达时，这些神经元在暴露于光线时死亡，从而影响苍蝇的移动能力。同样，该团队能够通过将果蝇的复眼暴露在光线下，选择性地消融视网膜中的特定细胞。