КИШИНЕВ, 27 апр – Sputnik. Ученые из России и Франции выяснили, как устроен и работает один из самых перспективных белков, которые можно использовать для абсолютного контроля поведения отдельных нервных клеток при помощи вспышек света. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.
"Мы впервые смоделировали так называемые физиологические условия существования и работы KR2 и в результате описали "правильную" структуру, которая возникает при надлежащих свойствах окружающей среды", — пояснил Валентин Горделий, сотрудник МФТИ и Институте структурной биологии в Гренобле.
Ученых давно интересовал вопрос о том, как можно точечно управлять нейронами. Осуществить идею удалось лишь в 2005 году, когда группа исследователей из Стэнфордского университета под руководством Карла Диссерота смогла изменить нейроны генно-инженерными способами и возбудить нервные клетки, облучив их светом. Этот метод назвали оптогенетикой – сочетание оптики и генетики.
В последующие годы сам биологи создали несколько других версий этого подхода, работающих с другими типами света или принципиально иными типами излучения. К примеру, в мае 2017 года ученые их ИБХ РАН и МГУ создали "тепловую" версию оптогенетики, позаимствовав гены у змей, а их коллеги из МФТИ выяснили, как можно напрямую управлять работой мышц при помощи лазера.
Ключевой рабочий элемент этой методики – особые белки-родопсины, способные поглощать энергию света и использовать ее для перекачки протонов или прочих ионов внутрь клетки или их транспортировки во внешнюю среду. В последние несколько десятилетий ученые активно ищут подобные молекулы, изучая гены и содержимое клеток разных микробов и многоклеточных существ.
К примеру, шесть лет назад японские ученые обнаружили, что морская бактерия Krokinobacter eikastus обладает особой разновидностью этого белка, которая может избирательно выкачивать из клеток только ионы натрия, переключаясь на протоны только при их полном отсутствии.
Но дальнейшие работы дали разноречивые результаты.
Горделий и его коллеги выяснили, почему возникли эти расхождения, и раскрыли "истинное лицо" данного светочувствительного белка, обратив внимание на то, что его "изобретатель" – бактерия Krokinobacter eikastus – живет в очень специфических условиях среды, которые фактически никогда не меняются.
Ученые предположили, что даже малейшие отступления от этих параметров будут приводить к тому, что структура и работа KR2 будут серьезно нарушены.
Открытие его истинной формы, по словам биофизиков, поможет ученым адаптировать эту молекулу для работы в нервных клетках человека и других многоклеточных живых существ.
Это, в свою очередь, позволит использовать его для раскрытия тайн работы мозга и лечения многих болезней, при которых нервные клетки начинают вести себя неправильным образом.
Будь в курсе всех событий в стране и мире: узнай первым, что происходит сейчаc>>>
Смотреть видео Cлушать радио Перейти к другим новостям
Узнать,что мы сообщаем в OK