CRY2clust основан на белке фоторецептора, названном cryptochrome 2 (CRY2), полученный из завода Arabidopsis thaliana. CRY2 добивается роста завода и развития, и более определенно, часть CRY2, известного как регион Соответствия CRY2 Photolyase (CRY2PHR), заставляет этот белок собираться в ответ на синюю часть солнечного света.Особенности CRY2PHR уже привлекли внимание ученых, которые превратили его в инструмент для оптогенетики, инновационной техники на основе биологии и оптики, которая позволяет искусственному контролю биологические события с лазерным светом.
Благодаря оптогенетике четко определенные клеточные действия могут быть легко включены и выключены в определенных местоположениях и времена. Например, белок интереса, связанного с CRY2PHR, объединяется в присутствии синего света и демонтирует, когда свет выключен, приведя к различным биологическим эффектам. Однако ученые сообщили, что эффективность этого системы варьируется существенно в зависимости от типа целевых белков, связанных с CRY2PHR, ограничивая его использование.
Команды IBS надеялись улучшать его: «3D структура CRY2 еще не была определена, таким образом, мы пробовали различные стратегии понять, как она использует внутренние клетки и сделать его более эффективным», объясняют KIM На Ен, студент доктора философии в команде.Новый optogenetic инструмент, разработанный исследователями IBS, CRY2clust, состоит из CRY2PHR плюс 9 остатков аминокислоты, которые были спроектированы, чтобы максимизировать ее работу.
По сравнению с другими CRY2-полученными optogenetic системами, такими как CRY2olig, CRY2clust вызывает более быструю ассоциацию белка и разобщение, когда свет включен и выключен, соответственно. Это функционально в более низкой интенсивности синего света (90 microwatt/mm2).
Кроме того, поскольку это не накапливается в ядерных структурах, названных ядерными веснушками, могло бы быть полезно изучить ядерные процессы.Команда применила CRY2clust успешно к двум доступным optogenetic инструментам: OptoSTIM1 и Raf1.
В 2015 тот же самый научно-исследовательский центр IBS создал управляемый светом регулятор каналов кальция, OptoSTIM1, и использовал его, чтобы улучшить память мыши. В обоих случаях замена CRY2PHR с CRY2clust увеличила скорость и исполнение систем.
«Мы представили новый динамический optogenetic инструмент, чтобы изучить гомоолигодимеризацию белка, которая группируется, который мог быть полезен для набора инструментов биолога», приходит к заключению, что Выигранный профессор ХЕО Делает, ведущий автор этого исследования. Команда теперь работает над разработкой новых optogenetic систем, чтобы использовать в нейробиологии.