Kalifornische Forscher nutzen Licht zur Steuerung biologischer Nanomoleküle und Proteine. Sie glauben, dass es möglich ist, einige ihrer Nano-Photoschalter in die Zellen der Netzhaut einzubauen und so die Lichtempfindlichkeit wiederherzustellen Menschen mit degenerativer Blindheit wie Makuladegeneration. Es wird noch lange dauern, bis das aus dem Labor kommt...
Kalifornische Forscher nutzen nun Licht, um biologische Nanomoleküle und Proteine zu steuern. Sie glauben, dass es ihnen helfen kann, Behandlungen für Augenkrankheiten zu entwickeln, beispielsweise für den Verlust der Lichtdetektoren in der Netzhaut, der eine der Hauptursachen für Blindheit ist. Deshalb planen sie, einige ihrer Nano-Photoschalter in die Zellen der Netzhaut einzubauen, „Wiederherstellung der Lichtempfindlichkeit bei Menschen mit degenerativer Blindheit wie Makuladegeneration.' Es wird noch lange dauern, bis dies aus dem Labor kommt, aber lesen Sie mehr ...
Diese Forschung wird an der University of California in Berkeley durchgeführt und umfasst mehrere Professoren und ihre Labore, darunter
Ehud Isacoff, Richard Kramer, Dirk Trauner Und John Flannery.Und hier ist eine kurze Erklärung dessen, was sie getan haben.
Die Entwicklung beinhaltet die Veränderung eines Ionenkanals, der üblicherweise in Nervenzellen vorkommt, sodass der Kanal die Zelle einschaltet, wenn er von grünem Licht getroffen wird, und die Zelle ausschaltet, wenn er von ultraviolettem Licht getroffen wird. Die Forscher zeigten 2004, dass sie mit diesem optischen Schalter kultivierte Nervenzellen ein- und ausschalten konnten. Seitdem haben sie Photoschalter in die Augen von Ratten injiziert, die an einer Krankheit leiden, die ihre Stäbchen und Zapfen abtötet, und eine gewisse Lichtempfindlichkeit der verbleibenden Netzhautzellen wiederhergestellt.
Anscheinend kann man mit diesen Fotoschaltern viele Dinge machen. Nachfolgend finden Sie zwei Beispiele (Quelle für Bild und Bildunterschrift: UC Berkeley). „Oben kann es verwendet werden, um ein Molekül in das aktive Zentrum eines Enzyms zu stopfen, wodurch das Enzym entweder aktiviert oder inaktiviert wird.“ Im Grunde lässt es sich wie mit einer Nanopinzette dazu nutzen, zwei Moleküle zusammenzudrücken. Unterschiedliche Lichtfarben erzwingen diese Übergänge: Licht mit einer Wellenlänge von 500 Nanometern (grün) knickt das Molekül ab; Licht mit einer Wellenlänge von 380 Nanometern (ultraviolett) löst es.
Was wird diese Forschung nun bewirken?
„Die Forschung wird sich auf eine Hauptanwendung konzentrieren: die Wiederherstellung der Reaktion auf Licht in den Augen von Menschen, die daran leiden.“ verloren ihre Photorezeptorzellen, insbesondere die Stäbchen und Zapfen im empfindlichsten Teil der Netzhaut“, sagt Isacoff sagte. „Wir planen, die Werkzeuge zu entwickeln, um eine neue Schicht optisch aktiver Zellen für die Netzhaut zu erzeugen.“
Und für die Zukunft haben die Forscher noch ehrgeizigere Ziele. Wenn es gelingt, eine Nervenzelle zu stimulieren, sollte es auch möglich sein, Therapien für andere Krankheiten zu entwickeln. Aber denken Sie nicht, dass sie sich im Moment auf die Reaktivierung der Netzhaut konzentrieren sollten?
Für weitere technische Informationen haben die Forscher bereits in einem von veröffentlichten Artikel einen überarbeiteten, lichtempfindlichen Glutamatrezeptor beschrieben Naturchemische Biologie unter dem Namen „Allosterische Kontrolle eines ionotropen Glutamatrezeptors mit einem optischen Schalter“ (Band 2, Nummer 1, Seiten 47-52, Januar 2006). Hier sind zwei Links dazu das Abstrakte und zu das vollständige Papier (PDF-Format, 6 Seiten, 359 KB).
Quellen: Robert Sanders, UC Berkeley News, über EurekAlert!, 31. Oktober 2006; und verschiedene Websites
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