Определена структура важнейшего белка в оптогенетике

mailservice.jpg

Международная группа ученых из России, Германии и Франции впервые в мире получила структуру светочувствительного белка, необходимого для оптогенетики.  Результаты исследования опубликованы в журнале Science.


Под оптогенетикой подразумевается управление нервными и мышечными клетками организма с помощью света. Такой подход применяется для частичного восстановления зрения и слуха, а также изучения свойств естественных нейронных сетей, ответственных за проявление эмоций, принятие решений и другие сложные процессы. Эта молодая методика уже получила научное признание, став в 2010 году «Методом года» по версии журнала Nature и «Прорывом десятилетия» в журнале Science.

Для повышения светочувствительности живых клеток в их мембраны встраивают белок  ChR2, заимствованный у зеленых водорослей Chlamydomonas reinhardtii. Под действием света канальный родопсин ChR2 открывается и пропускает положительные ионы внутрь клетки. Таким образом свет запускает прохождение нервного импульса и активирует заданный нейрон. Этот метод позволил совершить настоящий прорыв в нейронауках, ведь теперь можно «включать» нужные нейроны в модельных животных для того, чтобы исследовать их функции, а в будущем речь идет и о применении оптогенетики в человеческом организме – ведь с ее помощью можно бороться, например, со слепотой или с последствиями болезни Альцгеймера.

В настоящее время канальный родопсин остается самым распространенным инструментом оптогенетики. Существует ряд его искусственных мутаций, в которых отдельные свойства белка интенсифицируются: возрастает сила генерируемого тока, увеличивается длина воспринимаемой волны. Такое разнообразие позволяет подбирать инструмент под задачу конкретного исследования, но при искусственном создании светочувствительных белков не учитывалась структура  ChR2, так она была попросту неизвестна. Ученые опирались на структуру схожих белков или использовали метод направленной эволюции, при этом даже наиболее идентичная ChR2 химера ClC2, состоящая на 70% из родственного белка ChR1 и на 30% из ChR2 не дает уверенности в правдоподобности прогнозов мутаций, получаемых при ее использовании.

Совместные исследования ученых из МФТИ, Forshungzentrum Jülich, ESRF, IBS и MPI основаны на методе рентгеновской кристаллографии: для кристаллизации белка создается особая среда, в которой возможно его свободное перемещение без выхода из мембраны, затем кристалл подвергается рентгеновскому излучению. Длина волны при этом короче межатомной связи в белке, что позволяет в дальнейшем по рентгеновской дифракции восстановить структуру белка. 


Автор Анжелика Здорова

Выберите вариант регистрации как:

Физическое лицо
Эксперт

Нажимая «Зарегистрироваться», я принимаю Политику конфиденциальности Портала и мобильного приложения.

Войдите в свой аккаунт

Забыли свой пароль? Регистрация

Войти с помощью:

Восстановление пароля

Ваш пароль успешно выслан вам на email

Форма авторизации на сайте
Регистрация
Забыли свой пароль?
Войти как пользователь:
Войти как пользователь
Вы можете войти на сайт, если вы зарегистрированы на одном из этих сервисов:

Регистрация на Портале с помощью электронной почты

Нажимая «Зарегистрироваться», я принимаю Политику конфиденциальности Портала и мобильного приложения.

Спасибо за регистрацию. Теперь можете войти на портал с помощью логина и пароля.

Зарегистрируйтесь на Портале.

Выберите удобный для Вас вариант регистрации.



или


Нажимая «Зарегистрироваться», я принимаю Политику конфиденциальности Портала и мобильного приложения.

Регистрация Эксперта на Портале







Нажимая «Зарегистрироваться», я принимаю Политику конфиденциальности Портала и мобильного приложения.

Спасибо за регистрацию. Теперь можете войти на портал с помощью логина и пароля.

Портал профессионального образования Хабаровского края создан по инициативе Краевого государственного автономного образовательного учреждения дополнительного профессионального образования «Хабаровский краевой институт развития системы профессионального образования» (КГАОУ ДПО ХКИРСПО). Вы так же можете скачать мобильное приложение профессионального образования Хабаровского края. Мобильное приложение разработано для iOS и Android.