2016年02月18日 星期四 23:57:08

掌握大中華市場脈動.亞洲專業華文生技產業月刊

《Cell》拓撲工程: 翻轉視紫紅素結構域 發現新功能

2018/10/20彭梓涵編譯

藍色燈泡代表正常方向的通道視紫紅質蛋白。藍光“打開”這些蛋白質,激活神經元。當一種新的蛋白質(紫色)融合到這個視蛋白上時,它的方向翻轉(紅燈泡)。然後它被紅光激活並充當神經元抑製劑。(圖片來源:Howard Hughes Medical Institute)

藍色燈泡代表正常方向的通道視紫紅質蛋白。藍光打開這些蛋白質,激活神經元。當新的蛋白質(紫色)融合到這個視蛋白上時,它的方向翻轉(紅燈泡)。然後它被紅光激活並充當神經元抑製劑。(圖片來源:Howard Hughes Medical Institute)

來自霍華德休斯醫學研究所(HHMI)和其他機構的研究團隊發現一種新的拓撲工程(topological engineering)方法,透過細胞膜中的蛋白質倒置,使光遺傳學(optogenetics)的蛋白質-視紫紅素(rhodopsins)具有新的功能。這種光操作神經元的技術,可以幫助研究人員剖析大腦迴路並研究治療帕金森氏症的神經科學。相關研究日前已發表於《Cell》期刊上。

使用光敏蛋白(light-sensitive proteins)控制個體腦細胞已被證明是探測大腦復雜性的有力工具。隨著神經科學的這一分支不斷擴大,對各種蛋白質工具的需求也在增加。

目前科學家們已經有兩種主要的方法來尋找光遺傳學的新蛋白質。一種是通過基因組來挖掘自然界中的未被發現的新蛋白質。另一種是透過逐步地突變蛋白質,直到它們具有所需的特徵。每種方法都具有優勢,但也限制了其提供神經科學家日益精確的實驗所需的特徵能力。

受到進化的啟發,研究團隊開發了一種用於設計新視紫紅質的補充技術。除了突變之外,當蛋白質通過重組發生變化時,在自然界中出現蛋白質多樣性- 通過基因的重組將蛋白質結構域與不同的功能結合起來。科學家認為重組對於蛋白質子集的出現至關重要,這些蛋白質通過進化改變了它們在細胞膜中的定向。

即使翻轉蛋白質存在於自然界中,一般認為工程化蛋白可能存在許多問題。由於蛋白質的形狀因其在膜上的定向而精細調整,當研究人員試圖在實驗室中改變它們時,它們通常不能形成具有功能性蛋白質。

(圖片來源:Cell)

(圖片來源:Cell)

研究人員在視紫紅素的N-末端結構域一個名為FLInChR(ChR的全長反轉)重組來反轉轉移膜蛋白,逆轉了陽離子流量,產生了新的有效的抑制功能。

研究團隊資深小組組長Joshua Dudman表示,此研究不僅可以改變蛋白質的方向,而且還發現新的視紫紅質具有獨特而有用的新功能,我們希望創造新的工具,以便我們可以做任何夢寐以求的實驗,能夠使光遺傳學工具包多樣化是繼續推動神經科學向前發展的關鍵因素。

 

資料來院:

Expanding the Optogenetics Toolkit by Topological Inversion of Rhodopsins

Expanding the optogenetics toolkit

 

 

相關報導

美國心臟協會:噪音環境增加心血管疾病風險... 噪音環境增加心血管疾病風險 (圖片來源: 網路)根據美國心臟協會近期的研究顯示,長期暴露在高分貝的噪音環境之中可能導致嚴重的心血管疾病。此結果於近(5)日公布於美國心臟協會網站。本研究由波士頓麻省總醫院(Massachusetts General Hospital)的Azar Radfar博士主導...
《Cell》總是吃不飽!? 胰泌素和棕色脂肪組織影響大腦飽食中樞... 《Cell》總是吃不飽!? 胰泌素和棕色脂肪組織影響大腦飽食中樞(圖片來源:Cell)日前(15),德國慕尼黑工業大學(Technical University of Munich)研究人員解釋了棕色脂肪(Brown adipose tissue, BAT)與小鼠腸道中的胰泌素(secretin)...
《Science》飲食大戰 攝取脂肪是敵是友!?... 飲食大戰 攝取脂肪是敵是友!?(圖片來源:網路)是低脂高醣的飲食健康還是高脂低醣的飲食健康呢?日前(15),哈佛大學研究人員表示每個人對飲食組成的反應均不相同,沒有特定的脂肪與碳水化合物的比例適合每個人,重點不在醣類與脂肪的比例,而在於攝取的種類。該文章發表於《Science》。 在肥胖治療與慢性...
為胖而憂鬱,還是為憂鬱而胖 為胖而憂鬱,還是為憂鬱而胖 (圖片來源:網路)肥胖與憂鬱之間的關聯千絲萬縷,其間的因果關係一直備受爭議。近日,來自英國艾希特大學(University of Exeter)的科學家與澳洲的研究人員合作就這個題目進行了一系列研究,透過大規模的基因組分析,他們發現肥胖的人具有更高的憂鬱風險。此結果於近...
《Science》子刊: 利用片段大小特徵增強對ctDNA的檢測分析... 《Science》子刊: 利用片段大小特徵增強對ctDNA的檢測分析。來自英國,丹麥,波蘭,荷蘭和瑞士的研究人員開發了一種新的癌症檢測方法透過觀察血液中循環的腫瘤DNA片段大小,根據其尺寸建立一個拷貝數中立的中位數絕對偏差度量指標t-MAD,以增強對ctDNA的檢測,測試結果顯示94%的乳腺癌,腸...
文章分類 科學要聞

發表迴響

未來活動

  1. 臺商回臺投資商機研討會

    十一月19日 13:30:00 - 17:30:00
  2. 大學光(3218)法人說明會(107/11/19)

    十一月19日 14:30:00 - 15:30:00
  3. 【CPMDA】細胞治療臨床試驗申請與執行研討會-系列二

    十一月20日 13:30:00 - 17:00:00
  4. 美時製藥(1795)國票證券投資論壇(107/11/20)

    十一月20日 13:30:00 - 14:30:00
  5. 國際農業科技論壇 Smart Agriculture Symposium

    十一月21日 08:30:00 - 17:00:00

Copyright© 2018 環球生技投資股份有限公司. All rights reserved.

讀者服務電話:(02)26521062  時間:週一 ~ 週五 9:00 ~ 18:00

服務信箱:service@gbimonthly.com

地址:115台北市南港區園區街6-9號1樓, Taiwan