伊利诺伊州尚珀尼市-研究人员报告说，他们已经开发出一种新技术，该技术使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Kai说，以前控制蛋白质水平的技术涉及添加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。

“我们想开发一种系统，您可以使用光来稳定而不是降解目标蛋白质，” Zhang实验室的研究生Payel Mondal说。“这可以在想要稳定癌症抑制剂的癌症中得到应用。”

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，该论文的合著者景阳长期合作的结果。

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。”

Zhang的团队正在研究如何在光遗传挽救后控制蛋白质的稳定性，以及如何使用该技术研究胚胎发育。