Wnt активируется рецепторами на поверхности клетки, которые запускают каскад реакций внутри клетки. Слишком много или слишком мало сигналов могут иметь катастрофические последствия, что очень затрудняет изучение этого пути с использованием стандартных методов, стимулирующих рецепторы клеточной поверхности.

Во время эмбрионального развития Wnt регулирует развитие многих органов, таких как голова, спинной мозг и глаза. Он также поддерживает стволовые клетки во многих тканях у взрослых: хотя недостаточная передача сигналов Wnt может привести к нарушению репарации тканей, это может привести к усилению передачи сигналов Wnt при раке.

Трудно достичь необходимого баланса с помощью стандартных методов регуляции этих путей, таких как химическая стимуляция. Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали белок-рецептор, реагирующий на синий свет. Таким образом, они могут точно настроить уровень Wnt, регулируя интенсивность и продолжительность света.

«Свет в качестве лечебной стратегии использовался в фотодинамической терапии, которая имеет преимущества биосовместимости и отсутствия остаточного эффекта в области облучения. Однако в большинстве фотодинамических терапий обычно используется свет для производства высокоэнергетических химических веществ, таких как активные формы кислорода. Без Различие между нормальными и больными тканями делает целенаправленную терапию невозможной», — сказал Чжан: «В нашей работе мы показали, что синий свет может активировать сигнальные пути в различных отделах эмбрионов лягушки. облегчить проблему нецелевой токсичности».

Исследователи продемонстрировали свою технологию и проверили ее регулируемость и чувствительность, способствуя развитию спинного мозга и головы эмбрионов лягушки. Они предположили, что их технология также может быть применена к другим связанным с мембраной рецепторам, которые оказались трудными для нацеливания, а также к другим животным, имеющим общий путь Wnt, чтобы лучше понять, как эти пути регулируют развитие и что происходит, когда они заканчиваются.

«Поскольку мы продолжаем расширять нашу светочувствительную систему, чтобы охватить другие основные сигнальные пути для эмбрионального развития, мы предоставим сообществу биологии развития набор ценных инструментов, которые могут помочь им определить результаты сигналов, лежащие в основе многих процессов развития», — сказал Ян. .

Исследователи также надеются, что технология на основе света, которую они используют для изучения Wnt, может пролить свет на восстановление тканей и исследования рака в тканях человека.

«Поскольку рак обычно включает сверхактивированные сигналы, мы предполагаем, что светочувствительные активаторы Wnt можно использовать для изучения прогрессирования рака в живых клетках», — сказал Чжан. «В сочетании с визуализацией живых клеток мы сможем количественно определить, что может превратить нормальные клетки в раковые. Порог сигнала предоставляет основные данные для разработки целевых специфических методов лечения в точной медицине в будущем».