Swiss bio-inginerii au învățat să includă gene cu lumina

Cel mai recent laborator realizare Fusseneggera Martin (Martin Fussenegger) - aproape science-fiction: un profesor de biotehnologie si Bioinginerie, iar echipa sa au construit o retea genetice in celulele vii, care pot fi folosite pentru a activa și de a reglementa gene specifice, prin intermediul luminii albastre. Cu toate acestea, în loc să creeze o rețea complet nou, bioengineers conecta pur și simplu două deja existente în celula naturale cai de semnalizare - una dintre vizuale si de alta a sistemului imunitar. Celulele cu o astfel de genă de rețea funcționale introduse sub piele și implantul este iluminată cu lumină albastră. Potrivit primului autor al articolului publicat in revista Science Hayfan E (Haifeng Ye), permite oamenilor de stiinta pentru a controla gena țintă cu o precizie extremă.

„Comutator de lumină Gene“ folosit de oamenii de știință pentru a include rețeaua formată din melanopsin (melanopsin) - proteina retiniene umane care formează un complex cu vitamina A. Cand iluminate cu lumina albastra a complexului cascada de semnalizare este activat în primul rând, oferind acumularea de calciu în interiorul celulelor. Acest proces are loc în mod natural în ochi și este responsabil pentru ajustarea de zi cu zi a ceasului biologic în creier. Cu toate acestea, oamenii de știință l-au legat cu o alta cale de semnalizare, care joacă un rol esențial în reglarea sistemului imunitar.

Intracelulară de calciu activează enzima elimină un grup fosfat (P) NFAT-P proteină. Stripped grup fosfat factor de transcripție NFAT (factor nuclear al celulelor T activate) intra in nucleul celulei unde se leagă la secvența de control de sinteză și include oameni de știință a introdus gena țintă. Gena este activat, iar celula începe să producă copii ale proteinei codificate în ea, numărul de care oamenii de știință pot fi controlate prin ajustarea cantității de lumină și intensitatea acesteia. Opriți gena este la fel de ușor: este suficient pentru a opri lumina. Pentru că fără stimularea melanopsin lumina de calciu în celulă nu se mai acumuleze, o cascada de semnalizare este întreruptă.

Artificiale cascada de semnalizare sintetizată în celule umane care, atunci când în mod corespunzător ambalate, sunt transplantate în șoareci. Lumina albastră ajunge implantul de celule prin cablul extrafin de fibră optică. În cazul în care implantul este transplantat direct sub piele de soareci, pentru a semnala în cascadă a câștigat doar suficient pentru a pune animalul sub lampa albastră. Ca sursă de lumină, cercetatorii au folosit un LED-uri disponibile în comerț sau lămpi cu lumină albastră folosite de obicei pentru controlul depresiei de iarnă. O astfel de lumină nu deteriora pielea, deoarece nu are nici o componentă de ultraviolete.

In experimentele in culturi celulare si soareci, oamenii de știință au testat sinteza inductibil la lumină a GLP-1 (glucagon-like peptide 1) - producerea de hormoni care controlează direct insulină și, prin urmare, cadrul de reglementare nivelul zahărului din sânge. Aceste experimente au arătat că oamenii de știință abordarea lor funcționează: lumina este controlată strict de producție a hormonului GLP-1 ajuta la soareci cu diabet zaharat pentru a îmbunătăți modelul de producție insulină, eliminat rapid din nivelul glucozei din sânge și reducerea echilibrului zahărului în organism.

Martin Fussenegger vise despre modul în care echipa a dezvoltat terapia genica sa vizeaza sinteza GLP-1, o zi va fi capabil să înlocuiască injectarea clasică de insulină necesară la pacienții cu diabet zaharat. De exemplu, pacienții cu diabet Tipul 2 poate fi plasat pe o baza in ambulatoriu, astfel de implanturi sub piele. plasture negru cu LED-uri ar proteja zona corespunzătoare a pielii la lumina zilei. Atunci când este necesar, de exemplu, după o masă, pacientul ar include o lampă cu LED-uri prin simpla apăsare pe buton și implantul acoperit în câteva minute, stimularea fuziune GLP-1. În cazul în care cantitatea de circulație în organism a GLP-1 ar deveni suficient, pacientul ar putea opri un bec.

„Atâta timp cât este science-fiction“, - a spus profesorul Fussenegger. „Desigur, aceasta va fi o lungă perioadă de timp înainte de a putea vedea un produs similar de pe piață.“

Abstrage A Synthetic Dispozitiv de transcriere Optogenetic Îmbunătățește Homeostazia glucozei din sânge la șoareci