Solun pinnalla olevat reseptorit aktivoivat Wnt:n, jotka laukaisevat reaktiosarjan solussa. Liian monet tai liian harvat signaalit voivat olla katastrofaalisia, mikä tekee tämän reitin tutkimisen erittäin vaikeaksi tavanomaisilla solupinnan reseptoreita stimuloivilla tekniikoilla.

Alkion kehityksen aikana Wnt säätelee monien elinten, kuten pään, selkäytimen ja silmien, kehitystä. Se ylläpitää myös kantasoluja monissa aikuisten kudoksissa: Vaikka riittämätön Wnt-signalointi voi aiheuttaa kudosten korjaamisen epäonnistumisen, se voi johtaa kohonneeseen Wnt-signalointiin syövässä.

Tarvittavaa tasapainoa on vaikea saavuttaa standardimenetelmillä näiden reittien säätelemiseksi, kuten kemiallinen stimulaatio. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tutkijat suunnittelivat reseptoriproteiinin reagoimaan siniseen valoon. Tällä tavalla he voivat hienosäätää Wnt-tasoa säätämällä valon voimakkuutta ja kestoa.

"Valoa hoitostrategiana on käytetty fotodynaamisessa terapiassa, jonka etuna on bioyhteensopivuus ja jäännösvaikutuksen puuttuminen altistuneella alueella. Useimmissa fotodynaamisissa hoidoissa käytetään kuitenkin yleensä valoa korkeaenergisten kemikaalien, kuten reaktiivisten happiyhdisteiden, tuottamiseen. Ilman Erottelemalla normaalit kudokset ja sairaat kudokset, kohdennetusta hoidosta tulee mahdotonta", Zhang sanoi: "Olemme työssämme osoittaneet, että sininen valo voi aktivoida signalointireittejä sammakon alkioiden eri osastoissa. Näemme oikeana. lievittää kohteen ulkopuolisen myrkyllisyyden haastetta."

Tutkijat esittelivät tekniikkaansa ja varmistivat sen säädettävyyden ja herkkyyden edistämällä sammakon alkioiden selkäytimen ja pään kehitystä. He olettivat, että heidän tekniikkaansa voitaisiin soveltaa myös muihin kalvoon sitoutuneisiin reseptoreihin, joita on osoittautunut vaikeaksi kohdistaa, sekä muihin eläimiin, jotka jakavat Wnt-reitin, jotta ymmärrettäisiin paremmin, kuinka nämä reitit säätelevät kehitystä ja mitä tapahtuu, kun ne päättyvät.

"Kun jatkamme valoherkän järjestelmämme laajentamista kattamaan muita alkionkehityksen perussignalointireittejä, tarjoamme kehitysbiologiayhteisölle joukon arvokkaita työkaluja, jotka voivat auttaa heitä määrittämään signaalitulokset monien kehitysprosessien taustalla", Yang sanoi. .

Tutkijat toivovat myös, että valopohjainen teknologia, jota he käyttävät Wnt:n tutkimiseen, voi valaista kudosten korjaamista ja syöpätutkimusta ihmiskudoksissa.

"Koska syöpään liittyy yleensä yliaktivoituneita signaaleja, kuvittelemme, että valoherkkiä Wnt-aktivaattoreita voidaan käyttää syövän etenemisen tutkimiseen elävissä soluissa", Zhang sanoi. "Yhdessä elävien solujen kuvantamiseen pystymme kvantitatiivisesti määrittämään, mikä voi muuttaa normaaleja soluja syöpäsoluiksi. Signaalikynnys antaa tärkeimmät tiedot kohdennettujen spesifisten hoitojen kehittämiselle tarkkuuslääketieteessä tulevaisuudessa."