Один из авторов работы, сотрудник лаборатории перспективных исследований мембранных белков МФТИ, отмечает, что на сегодня имеется ключевая информация о механизме работы белка. На этом основываются дальнейшие исследования по оптимизации и подстройке параметров белка под нужды оптогенетики.
Оптогенетика — современная методика, которая позволяет при помощи света управлять нервными или мышечными клетками в живом организме.
Группа учёных сделала первый шаг для пополнения коллекции методов «прямого управления» работой нервной системы, изучая структуру светочувствительности белков, которые были открыты в клетках микробов из рода Anabaena. Хотя предпосылки к этому появились ещё в начале 2000-х годов. Учёные предполагают, что эти бактерии используют данные молекулы, чтобы чувствовать, как их припекает Солнце, и начать производить молекулы, защищающие их от повреждения ДНК ультрафиолетом.
Эти белки – ксенородопсины – отличаются по структуре от других бактериальных молекул, которые применяются в оптогенетике. Это позволило учёным использовать их и для других целей, кроме «включения» и «выключения» нейронов.
Различия между ксенородопсинами и «обычными» родопсинами способны оказать негативное влияние на жизнь клеток, в которые их вставляют. Это необходимо знать перед проведением процедуры. Структура одного из этих белков NsXeR была подробно изучена.
Выяснилось, что NsXeR можно использовать не только ради манипуляции работы мозга, но и для управления работой мышц. Как показали эксперименты на клетках человека и крыс, данное вещество не мешает работе кальциевых каналов, играющих критическую роль в сокращениях мышц, что выгодно отличает его от многих светочувствительных белков, применяемых в оптогенетике.
Учёные отмечают, что NsXeR прокачивает протоны только в одну сторону, препятствуя «прорыву» ионов внутрь клетки в том случае, если этому благоприятствуют условия среды. Благодаря этому, можно очень точно управлять работой мускульных и нервных клеток в более широком диапазоне условий, чем обычно это происходит в ходе опытов в оптогенетике.
Как надеются ученые, собранные ими данные о работе NsXeR помогут не только приспособить его для использования в опытах, но и понять, зачем подобный белок, исполняющий, по сути, одну «бесполезную» функцию, нужен достаточно примитивной бактерии, в которой он был найден.
Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter