يتم تنشيط Wnt بواسطة مستقبلات على سطح الخلية ، مما يؤدي إلى سلسلة من التفاعلات داخل الخلية. يمكن أن تكون الإشارات كثيرة جدًا أو قليلة جدًا كارثية ، مما يجعل من الصعب جدًا دراسة هذا المسار باستخدام التقنيات القياسية التي تحفز مستقبلات سطح الخلية.

أثناء التطور الجنيني ، ينظم Wnt نمو العديد من الأعضاء ، مثل الرأس والحبل الشوكي والعينين. كما أنه يحافظ على الخلايا الجذعية في العديد من الأنسجة عند البالغين: على الرغم من أن إشارات Wnt غير الكافية يمكن أن تسبب فشل إصلاح الأنسجة ، إلا أنها قد تؤدي إلى ارتفاع إشارة Wnt في السرطان.

من الصعب تحقيق التوازن الضروري من خلال الأساليب القياسية لتنظيم هذه المسارات ، مثل التحفيز الكيميائي. لحل هذه المشكلة ، صمم الباحثون بروتين المستقبل للاستجابة للضوء الأزرق. وبهذه الطريقة ، يمكنهم ضبط مستوى Wnt بضبط شدة الضوء ومدته.

"تم استخدام الضوء كإستراتيجية معالجة في العلاج الضوئي ، والذي يتميز بمزايا التوافق الحيوي وعدم وجود تأثير متبقي في المنطقة المعرضة. ومع ذلك ، فإن معظم العلاجات الضوئية عادةً ما تستخدم الضوء لإنتاج مواد كيميائية عالية الطاقة ، مثل أنواع الأكسجين التفاعلية. قال تشانغ إنه يميز بين الأنسجة الطبيعية والأنسجة المريضة ، يصبح العلاج الموجه مستحيلًا. تخفيف التحدي المتمثل في السمية خارج الهدف ".

أظهر الباحثون تقنيتهم ​​وتحققوا من قابليتها للتعديل والحساسية من خلال تعزيز نمو الحبل الشوكي ورأس أجنة الضفادع. افترضوا أن تقنيتهم ​​يمكن أيضًا تطبيقها على مستقبلات أخرى مرتبطة بالغشاء والتي ثبت صعوبة استهدافها ، وكذلك الحيوانات الأخرى التي تشترك في مسار Wnt ، لفهم أفضل لكيفية تنظيم هذه المسارات للتطور وما يحدث عند انتهائها.

قال يانغ: "بينما نواصل توسيع نظامنا الحساس للضوء ليشمل مسارات الإشارات الأساسية الأخرى للتطور الجنيني ، سنزود مجتمع علم الأحياء التطوري بمجموعة من الأدوات القيمة التي يمكن أن تساعدهم في تحديد نتائج الإشارات الكامنة وراء العديد من العمليات التنموية". .

يأمل الباحثون أيضًا أن التكنولوجيا القائمة على الضوء التي يستخدمونها لدراسة Wnt يمكنها إلقاء الضوء على إصلاح الأنسجة وأبحاث السرطان في الأنسجة البشرية.

وقال تشانغ "لأن السرطان عادة ما يتضمن إشارات مفرطة النشاط ، فإننا نتصور أنه يمكن استخدام منشطات Wnt الحساسة للضوء لدراسة تطور السرطان في الخلايا الحية". "بالاقتران مع تصوير الخلايا الحية ، سنكون قادرين على التحديد الكمي لما يمكن أن يحول الخلايا الطبيعية إلى خلايا سرطانية. توفر عتبة الإشارة البيانات الرئيسية لتطوير علاجات محددة مستهدفة في الطب الدقيق في المستقبل."