Оптогенетика ускорит создание препаратов от эпилепсии и шизофрении
Молекулярные биологи из Европы разработали оптогенетический метод, позволяющий контролировать работу ключевых мембранных белков в нейронах и сердечных клетках с помощью света. Это нововведение ускорит изучение механизмов заболеваний мозга и сердца, а также поможет в создании новых терапий, как сообщают авторы в статье, опубликованной в журнале Science Signaling. Сообщает Самара онлайн 24.
Семиспиральные белки играют важную роль в регуляции сердечного ритма, возбудимости нейронов и передаче сигналов между клетками мозга. Нарушения в их функционировании уже связывались с аритмией, психическими расстройствами и эпилепсией. Способность управлять активностью этих белков открывает новые возможности для разработки методов восстановления их нормальной работы.
Профессор Штефан Эрлитце из Рурского университета в Бохуме и его команда отмечают, что семиспиральные белки представляют собой класс белков, встроенных в клеточные мембраны, которые способны связываться с определенными сигнальными молекулами и передавать информацию внутрь клетки. Многие заболевания возникают из-за сбоев в их работе.
Сложность изучения семиспиральных белков заключается в том, что их структура зависит от способа встраивания в клеточную оболочку. Кроме того, их трудно производить и выделять в нужном виде для исследований, что ограничивает количество изученных рецепторов.
Профессор Эрлитце и его коллеги разработали метод, позволяющий управлять семиспиральными белками в нервных и сердечных клетках с помощью оптогенетики, за что в начале октября была вручена Нобелевская премия по физиологии и медицине. Основываясь на этих принципах, они создали модификацию гена GIRK1, одного из "строительных блоков" семиспиральных белков, добавив в него часть меланопсина — светочувствительного белка, отвечающего за работу "биологических часов" млекопитающих.
Введение модифицированного GIRK1 в нервные и сердечные клетки с помощью генной терапии заставляет их производить семиспиральные белки, которые можно активировать с помощью синего света или подавлять с помощью желтого. Это позволяет гибко управлять мембранными белками, что в ближайшие годы даст возможность биологам изучить их функции и разработать терапии для коррекции сбоев в их работе, подытожили профессор Эрлитце и его коллеги.
