ولأول مرة على الإطلاق، تمكن الباحثون من وصف التفاعلات ثلاثية الأبعاد بين مستقبلات الضوء الأحمر والمؤثرات داخل الإنزيمات. يمكن أن يكون لنتائج البحث آثار في مجال علم البصريات الوراثي.
[ترجمة د.نحماني موشيه]
الغرض من علم البصريات الوراثي هو التحكم في الخلايا المعدلة وراثيا باستخدام الضوء. يتولى فريق من العلماء من جامعة غراتس مسؤولية تحقيق تقدم مهم في التطوير المستقبلي لأدوات علم البصريات الوراثي المبتكرة التي يتم التحكم فيها بواسطة الضوء الأحمر من أجل التحفيز المستهدف للخلايا. ولأول مرة على الإطلاق، تمكن الباحثون من ملاحظة المبادئ الجزيئية الكامنة وراء اقتران الكاشف والمؤثر في البنية الكاملة للبروتين الذي يستجيب للضوء الأحمر، ووصفوا بالتفصيل آليات نقل الإشارة عبر مسار طويل على المستوى الجزيئي. وقد نشرت النتائج منذ فترة طويلة في المجلة العلمية علم السلف.
من أجل البقاء، يجب على الخلايا والكائنات الحية أن تتكيف مع الظروف الجديدة في البيئة. وهذه هي مسؤولية الوحدات البنائية للبروتينات التي تتفاعل مع بعضها البعض بطرق مختلفة، مما يؤدي إلى إنشاء شبكات خلوية تسمح بالتكيف مع الظروف البيئية المتغيرة. ترتبط أجهزة الكشف أو "المستقبلات" المسؤولة عن استقبال إشارات التحفيز الخارجية، مثل الضوء، بالمؤثرات، بهدف تنشيط أو إلغاء تنشيط جزيئات الإشارة الجزيئية المحددة، وفقًا للحاجة المباشرة للخلية. يكشف الباحثون الآن عن التفاصيل الجزيئية لمستقبل ضوئي للضوء الأحمر يشارك في إنتاج جزيء مرسال مهم، ويصفون البنية الكاملة للمستقبل إلى جانب مستجيب الإنزيم. يعد هيكل وتكوين عامل الارتباط الذي يربط الكاشف والمستجيب مهمًا جدًا في تنظيم الضوء. "من خلال الجمع بين التحليل الهيكلي بمساعدة علم البلورات بالأشعة السينية واستبدال ذرات الهيدروجين بذرات الديوتيريوم، والتي يمكن من خلالها قياس الديناميكيات الهيكلية والتغيرات في فضاء الذرات المختلفة، تمكنا من فهم أفضل للخصائص الوظيفية لعامل التوصيل الحلزوني هذا. "لقد تمكنا من إظهار أن إضاءة الكاشف بالضوء الأحمر أدت إلى تغير يشبه الدوران في جزء الارتباط الحلزوني، وهو الدوران الذي يؤثر بدوره على النشاط الأنزيمي للمستجيب المجاور"، يوضح أحد الباحثين.
يساهم البحث في فهم أفضل لنمطية مجمعات البروتين التي تحدث في الطبيعة ويمكن أن يمكّن من تطوير أدوات علم البصريات الوراثي الجديدة. توجد في الطبيعة مجموعات مختلفة من مكونات الكاشف، على سبيل المثال كاشفات الضوء الأحمر، وكاشفات الضوء الأزرق، وكاشفات مستوى الحموضة - أحيانًا مع مؤثرات متطابقة وأحيانًا مختلفة تمامًا. ومن هذه النتيجة، استنتج الباحثون أن هناك تشابهًا جزيئيًا في نقل الإشارة، وبالتالي من المفيد تطوير مجموعات عقلانية وعشوائية تمامًا من أجهزة الكشف والمؤثرات التي لا وجود لها في الطبيعة. "اليوم نحن مقيدون باستخدام الأنظمة الموجودة في الطبيعة فقط ضمن التنظيم المباشر لوظائف الإنزيم. هدفنا على المدى الطويل هو إنشاء أنظمة جديدة لتنظيم الضوء يمكنها التغلب على القيود الموجودة في الطبيعة والتي ستكون ذات أهمية كبيرة لمختلف التطبيقات في مجال علم البصريات الوراثي.
תגובה אחת
مدهش. إنه بالفعل عمل شاق (ولكنه رتيب) لتشكيل البروتينات والإيمان بصحة "التخمين" الأولي للباحثين لسنوات عديدة، دون نتائج واضحة في السنوات الأولى، ولكن مع الإرادة والقوة للاستمرار. إنه حرفيًا رهان على حياة وسمعة المشاركين. يستنشق