使用光激活光滴对细胞内相变的时空控制
Yongdae Shin1, Joel Berry2, Nicole Pannucci3
1Department of Chemical and Biological Engineering, Princeton University, Princeton, NJ 08544, USA.
Cell
|January 3, 2017
概括
科学家开发了一种新的光遗传工具, 用光控制细胞相变. 这种系统使研究人员能够研究类似液体的蛋白质凝聚物的形成和可逆性以及它们与疾病的联系.
科学领域:
- 生物化学
- 细胞生物学
- 生物物理
背景情况:
- 内在无序的蛋白质区域 (IDR) 通过相位过渡驱动液态RNA/蛋白质 (RNP) 体和无膜有机体的形成.
- 在细胞生理和疾病中了解这些细胞内阶段转换的作用受到控制工具的缺乏限制.
研究的目的:
- 引入一种新的光遗传平台,用于光激活细胞内相变的控制.
- 使用这种新工具研究RNP体蛋白的相分离动态.
主要方法:
- 开发一种光遗传系统 ("optoDroplet") 用光激活IDR介导的相变.
- 应用optoDroplet系统研究活细胞中的FUS,DDX4和HNRNPA1 IDR相分离.
- 对光诱导蛋白质凝聚物的可逆性和聚合动态的分析.
主要成果:
- 该optoDroplet系统成功诱导了RNP体蛋白IDR的光激活阶段分离,形成时空定义的液体optoDroplets.
- 即使在重复的光激活周期后,FUS optoDroplet组件也显示出完全的可逆性.
- 导致凝结物超出相位边界的条件导致凝形成并老化为不可逆转的聚合物.
结论:
- 该optoDroplet平台提供了一个强大的工具,用于空间时间控制和研究活细胞中IDR介导的相变.
- 这种系统可以区分可逆的生理凝聚物和不可逆的病理聚合物,从而提供与蛋白质聚合相关的疾病的见解.


