Wnt je aktivovaný receptormi na bunkovom povrchu, ktoré spúšťajú kaskádu reakcií v bunke. Príliš veľa alebo príliš málo signálov môže byť katastrofálne, čo veľmi sťažuje štúdium tejto dráhy pomocou štandardných techník, ktoré stimulujú receptory na povrchu buniek.

Počas embryonálneho vývoja Wnt reguluje vývoj mnohých orgánov, ako je hlava, miecha a oči. Tiež udržiava kmeňové bunky v mnohých tkanivách u dospelých: Hoci nedostatočná signalizácia Wnt môže spôsobiť zlyhanie opravy tkaniva, môže to viesť k zvýšenej signalizácii Wnt pri rakovine.

Je ťažké dosiahnuť potrebnú rovnováhu štandardnými metódami na reguláciu týchto dráh, ako je chemická stimulácia. Na vyriešenie tohto problému výskumníci navrhli receptorový proteín tak, aby reagoval na modré svetlo. Týmto spôsobom môžu doladiť úroveň Wnt úpravou intenzity a trvania svietenia.

"Svetlo ako liečebná stratégia bola použitá vo fotodynamickej terapii, ktorá má výhody biokompatibility a žiadny reziduálny efekt v exponovanej oblasti. Väčšina fotodynamických terapií však zvyčajne využíva svetlo na produkciu vysokoenergetických chemikálií, ako sú reaktívne formy kyslíka. Bez pri rozlišovaní medzi normálnymi tkanivami a chorými tkanivami sa cielená terapia stáva nemožnou," povedal Zhang: "V našej práci sme ukázali, že modré svetlo môže aktivovať signálne dráhy v rôznych kompartmentoch žabích embryí. Predstavujeme si správne Priestorovo definovaná stimulácia funkcie buniek zmierniť výzvu mimocieľovej toxicity."

Výskumníci predviedli svoju technológiu a overili jej nastaviteľnosť a citlivosť podporou vývoja miechy a hlavy žabích embryí. Predpokladali, že ich technológia by sa mohla použiť aj na iné receptory viazané na membránu, ktoré sa ukázali ako ťažké na zacielenie, ako aj na iné zvieratá, ktoré zdieľajú dráhu Wnt, aby lepšie pochopili, ako tieto dráhy regulujú vývoj a čo sa stane, keď skončia.

"Keďže pokračujeme v rozširovaní nášho systému citlivého na svetlo, aby pokryl ďalšie základné signálne dráhy pre embryonálny vývoj, poskytneme komunite vývojovej biológie súbor cenných nástrojov, ktoré im môžu pomôcť určiť výsledky signálov za mnohými vývojovými procesmi," povedal Yang. .

Výskumníci tiež dúfajú, že technológia založená na svetle, ktorú používajú na štúdium Wnt, môže osvetliť opravu tkaniva a výskum rakoviny v ľudských tkanivách.

"Pretože rakovina zvyčajne zahŕňa nadmerne aktivované signály, predpokladáme, že aktivátory Wnt citlivé na svetlo možno použiť na štúdium progresie rakoviny v živých bunkách, " povedal Zhang. "V kombinácii so zobrazovaním živých buniek budeme schopní kvantitatívne určiť, čo dokáže premeniť normálne bunky na rakovinové bunky. Prah signálu poskytuje hlavné údaje pre vývoj cielených špecifických liečebných postupov v presnej medicíne v budúcnosti."