新的光学开关可以精确控制基因“拷贝”的寿命

　　一种新型的光学开关使得精确控制基因“拷贝”的寿命成为可能。这些被细胞用作制造蛋白质的构建指令。这种方法是由波恩大学和拜罗伊特大学的研究人员开发的。这将极大地促进对活细胞动态过程的研究。这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

　　打个比方，每个人类细胞的细胞核里都有一个巨大的图书馆，里面有成千上万本书，那就是基因。这些书依次包含蛋白质的构建说明。当细胞需要某种蛋白质时，就会转录相应的指令。这些转录被称为mrna (RNA是DNA的一种轻微修饰形式)。

　　细胞机制确保mRNA转录在短时间后再次“粉碎”。这确保了蛋白质只在实际需要时产生。几十年前，研究人员提出了将这种碎纸机用于他们自己的目的的想法:通过特别地在某些mrna上附加一个标记，他们确保转录根本不被用作构建指令，而是立即被破坏:这一过程也被称为RNA沉默。细胞就会缺乏相应的蛋白质。这使得找出它实际负责的功能成为可能。

　　波恩和拜罗伊特的研究小组现在发表的方法就是基于这种方法。然而，它远没有那么粗糙，而是允许对mRNA拷贝的寿命进行更有区别的控制。

　　缩写为PAL的细菌分子起着开关的作用。它在蓝光的影响下改变形状。在这个过程中，一个可以与特定分子结合的口袋被暴露出来。“我们搜索了一个巨大的人工合成的短RNA分子库，称为适体，”Mayer说。“最终，我们找到了一种适体，它与PAL分子中的口袋非常匹配。”

　　研究人员现在将这种适体与一种分子标记结合起来，这种分子标记可以附着在mrna上，从而释放它们进行降解。“当我们用蓝光照射细胞时，PAL通过适体与标记结合，从而使其失去作用，”Mayer的同事Sebastian Pilsl解释说。“然后mRNA不会被破坏，而是被翻译成相应的蛋白质。”一旦研究人员关掉蓝光，PAL就会再次释放标签。现在它可以附着在mRNA上，然后被切碎。

　　这将在未来使研究人员能够准确地调查细胞中需要蛋白质的位置和时间，只需在特定时间将细胞的一个区域浸入蓝光中，然后观察结果。在目前的研究中，他们将其应用于在细胞周期和细胞分裂调节中起重要作用的蛋白质。通过基因工程将适体与降解标记物的结合引入细胞。这意味着它自己产生依赖光的退化信号;它不需要从外部供应。

　　适体可以与任何标记结合，每个标记依次作为特定mRNA的粉碎信号。拜罗伊特大学的Andreas博士M?glich强调说:“因此，这种方法可以用一种可控的方式关闭细胞中几乎所有的mRNA分子。”在最近发表的初步研究中，这一切都是简单而可靠的。因此，研究人员在研究活细胞和生物体的动态过程方面看到了他们的方法的巨大潜力。