工具|照束光便可降血糖？华东师大开发光遗传工具可或控制血糖稳态_束光便|系统|基因|研究|highly

利用一束光来治疗疾病？通过光照实现降血糖？
2021年10月4日，生物技术领域顶级期刊《Nature Biotechnology》在线发表了来自华东师范大学生命科学学院、上海市调控生物学重点实验室、华东师范大学医学合成生物学研究中心叶海峰研究团队的成果“A small and highly sensitive red/far-red light-mediated optogenetic switch for multiple applications in mammals” 。
【工具|照束光便可降血糖？华东师大开发光遗传工具可或控制血糖稳态】

文章图片

REDMAP系统原理
该研究开发了一个模块小、灵敏度高、可逆性良好的光遗传学工具，命名为REDMAP 。研究人员将装载REDMAP系统的工程化细胞移植至小鼠、大鼠和兔的皮下后，可以通过光来精准控制小鼠和大鼠体内胰岛素的表达，成功实现了对糖尿病小鼠和大鼠血糖稳态的控制。无需每天定时服用药物或注射胰岛素，只需要每天光照几分钟即可达到显著降血糖的效果。
据叶海峰团队介绍，课题组将目光放在了来自植物拟南芥的光敏蛋白PhyA（phytochrome A）上，在红光照射下，该蛋白能和其伴侣蛋白FHY1(far-red elongated hypocotyl 1)形成二聚体，并在远红光照射下解离。根据这一特点，研究人员构建了基于PhyA-FHY1的转录激活系统。研究人员将PhyA与GAL4的DNA结合域融合表达，将FHY1和转录激活因子VP64融合表达。红光刺激下， PhyA-GAL4和FHY1-VP64结合形成复合体并招募RNA聚合酶，从而启动下游基因的表达。但起初，使用完整的PhyA并不能激活下游基因的表达。随后，研究人员对其进行了工程改造，通过优化激活子和伴侣蛋白，最终得到了一个模块小且高度灵敏地响应红光的光遗传学工具，并将其命名为REDMAP 。

文章图片

REDMAP介导的小鼠体内长期基因控制
利用光来控制细胞信号通路可以为基础研究提供便捷可控的研究方法。因此，叶海峰课题组将ΔPhyA定位到细胞膜上，将FHY1和SOS蛋白的激活域SOScat进行融合表达，通过红光照射来控制SOScat的细胞定位，从而实现了Ras/MAPK信号通路的激活和去激活，成功构建了REDMAPSOS-Ras工具。此外，研究人员还构建了REDMAPCas工具,将REDMAP系统与基因编辑工具CRISPR-dCas9结合在一起，实现了对哺乳动物细胞、小鼠肝脏及肌肉内源基因转录的高效调控。
接着，研究人员探究了REDMAP系统在基因治疗领域的能力。由于截短的ΔPhyA蛋白具有较小的尺寸，可以利用腺相关病毒包装。因此，研究人员将REDMAP包装至腺相关病毒（AAV2/8）中并将其注射至小鼠体内，实现了长达三个月以上的光控基因表达。

工具|照束光便可降血糖？华东师大开发光遗传工具可或控制血糖稳态

推荐阅读

滑子菇属于什么分类

拉布拉多为什么容易丢

老人风湿病怎么治呢

粉水和倩碧黄油搭配什么精华液合适

晚上吃什么东西减肥

女性排卵有几天及注意事项

试水时用什么封住地漏

战斗飞机怎么画？

宝家丽MS-100蒸汽拖把|宝家丽MS-100蒸汽拖把好吗？图文评测曝光

广东癌症高发区在哪里不知道的话看看

为什么会有米虫

洗涤和漂洗有什么区别具体有什么区别

为什么现在的人好复杂思想好复杂

写作|爱娱乐八卦的进来?追星吃瓜能赚

2020年旅游业税率是多少旅游业税率

漯河特产

海鲈鱼排卵期是什么季节海鲈鱼的营养价值

北大金融系考研科目有哪些

鲸鱼岛丸子的做法（生菜）

卧室里铺地毯能防止磕碰吗