光活性化オプトドロップレットを用いた細胞内相変化の空間時間的制御
Yongdae Shin1, Joel Berry2, Nicole Pannucci3
1Department of Chemical and Biological Engineering, Princeton University, Princeton, NJ 08544, USA.
Cell
|January 3, 2017
まとめ
科学者は光を用いた 細胞相変異を制御する 新しい光遺傳学的ツールを開発しました このシステムにより 研究者は 液体状のタンパク質凝縮物と その病気との関連を 研究することができます
科学分野:
- 生物化学
- 細胞生物学
- バイオ物理学
背景:
- 本質的に無秩序なタンパク質領域 (IDR) は,相移行を通じて液体のようなRNA/タンパク質 (RNP) 体の形成と膜のない臓器細胞を駆動する.
- 細胞生理学と疾患におけるこれらの細胞内相変異の役割を理解することは,それらを制御するツールがないことによって制限されています.
研究 の 目的:
- 細胞内相転換の光活性化制御のための新しい光遺伝的プラットフォームを導入する.
- この新しいツールを使用してRNP体タンパク質の相分離のダイナミクスを調査する.
主な方法:
- 光によるIDR媒介の相変遷を活性化するための光遺伝システム (optoDroplet) の開発.
- 生体細胞におけるFUS,DDX4,およびHNRNPA1 IDRの相分離を研究するために,optoDropletシステムの適用.
- 光誘発タンパク質凝縮物の可逆性および集積ダイナミクスの分析.
主要な成果:
- optoDropletシステムは,RNP体タンパク質IDRの光活性化相分離を成功裏に誘導し,時空的に定義された液体optoDropletsを形成しました.
- FUS optoDropletアセンブリは,繰り返し光源を活性化した後でも,完全な可逆性を示しました.
- 凝縮物を相の境界を越えた状態は,凝固形成と不可逆的な積層に老化させた.
結論:
- optoDropletプラットフォームは,生きている細胞のIDR媒介の相変化を空間時間的に制御し,研究するための強力なツールを提供します.
- このシステムは,可逆的な生理学的凝縮物と不可逆的な病理学的集積物を区別し,タンパク質集積に関連した病気の洞察を提供します.
