Una nueva herramienta para encender y apagar las proteínas
Las proteínas pueden ser controladas con luz de diferentes longitudes de onda. Incluso varias a la vez, gracias a una nueva herramienta.
Dennis Eickelbeck (izquierda) y Stefan Herlitze analizan las proteínas sensibles a la luz.
© RUB, Kramer
Las proteínas sensibles a la luz, también conocidas como herramientas optogenéticas, pueden encenderse y apagarse mediante pulsos de luz, desencadenando así procesos celulares específicos. Un equipo de investigación de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) ha caracterizado una nueva herramienta optogénica, la proteína parapinopsina, que puede encenderse y apagarse con señales luminosas muy débiles y cortas. Las longitudes de onda de excitación necesarias para este propósito difieren enormemente de las utilizadas por otros instrumentos optogenéticos conocidos. Por consiguiente, es posible utilizar dos de esos instrumentos simultáneamente. Los equipos encabezados por el Profesor Stefan Herlitze y el Profesor Klaus Gerwert informan sobre estos hallazgos en la portada de la revista ChemBioChem del 2 de marzo de 2020.
La proteína de un pez
Mientras que antes los investigadores se habían centrado principalmente en la investigación de la proteína melanopsina, ahora utilizan la parapinopsina. "Esta herramienta es una opsina, es decir, un receptor acoplado a la proteína G, sensible a la luz, del órgano pineal de la lamprea japonesa", explica Dennis Eickelbeck del Departamento de Zoología General y Neurobiología de RUB. Los investigadores utilizaron métodos electrofisiológicos y ópticos para analizar el receptor. Combinando estos enfoques experimentales, los investigadores del Departamento de Biofísica crearon un primer modelo estructural tridimensional de la parapinopsina utilizando métodos asistidos por ordenador. "Este modelo estructural nos permitirá en el futuro formular hipótesis sobre la dinámica de los complejos mecanismos moleculares de la parapinopsina utilizando simulaciones biomoleculares", elabora el Dr. Till Rudack.
En el curso de esta colaboración del RUB, los investigadores demostraron que la parapinopsina de lamprea - que ellos llamaron "Lámpara UV" - puede ser utilizada para encender o apagar una vía de señalización específica de la proteína G con luz de diferentes longitudes de onda. "Utilizamos luz UV para encender y luz en el rango de longitudes de onda del azul para apagar", dice Dennis Eickelbeck.
Simultáneamente con otras herramientas
Dado que el rango de longitudes de onda utilizado para el encendido se encuentra lejos en el rango de los UV, la lámpara UV puede teóricamente ser utilizada simultáneamente con otras herramientas optogenéticas. "Por ejemplo, en el mismo experimento podríamos controlar una vía de señalización usando la UV-Lámpara con luz UV y azul y usar otra herramienta optogenética con luz verde y roja para otra vía de señalización", explica Dennis Eickelbeck. "En el futuro, el modelo 3D nos permitirá analizar y manipular la dependencia de la longitud de onda de la parapinopsina para adaptar la proteína a otras aplicaciones optogénicas", predice Klaus Gerwert.
De igual interés para los investigadores es el hecho de que la proteína es extremadamente sensible a la luz. En consecuencia, los pulsos de luz extremadamente cortos de baja intensidad en el rango de los milisegundos son suficientes para el control continuo de la correspondiente vía de señalización. Como resultado, se reducen los posibles efectos nocivos de la radiación luminosa en las células.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
