Wnt được kích hoạt bởi các thụ thể trên bề mặt tế bào, kích hoạt một loạt các phản ứng trong tế bào. Quá nhiều hoặc quá ít tín hiệu có thể là thảm họa, khiến cho việc nghiên cứu con đường này bằng các kỹ thuật tiêu chuẩn kích thích các thụ thể trên bề mặt tế bào trở nên rất khó khăn.

Trong quá trình phát triển phôi thai, Wnt điều chỉnh sự phát triển của nhiều cơ quan, chẳng hạn như đầu, tủy sống và mắt. Nó cũng duy trì các tế bào gốc trong nhiều mô ở người lớn: Mặc dù tín hiệu Wnt không đủ có thể gây ra lỗi sửa chữa mô, nhưng nó có thể dẫn đến tăng tín hiệu Wnt trong bệnh ung thư.

Rất khó để đạt được sự cân bằng cần thiết thông qua các phương pháp tiêu chuẩn để điều chỉnh các con đường này, chẳng hạn như kích thích hóa học. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã thiết kế protein thụ thể để phản ứng với ánh sáng xanh. Bằng cách này, họ có thể tinh chỉnh mức Wnt bằng cách điều chỉnh cường độ và thời lượng của ánh sáng.

"Ánh sáng như một chiến lược điều trị đã được sử dụng trong liệu pháp quang động, có ưu điểm là tương thích sinh học và không có tác dụng còn lại ở vùng tiếp xúc. Tuy nhiên, hầu hết các liệu pháp quang động thường sử dụng ánh sáng để tạo ra các hóa chất năng lượng cao, chẳng hạn như các loại oxy phản ứng. Không có Zhang cho biết: "Trong nghiên cứu của mình, chúng tôi đã chỉ ra rằng ánh sáng xanh có thể kích hoạt các đường truyền tín hiệu trong các ngăn khác nhau của phôi ếch. Chúng tôi hình dung đúng. Sự kích thích được xác định theo không gian của chức năng tế bào có thể giảm bớt thách thức về độc tính ngoài mục tiêu."

Các nhà nghiên cứu đã trình diễn công nghệ của họ và xác minh khả năng điều chỉnh cũng như độ nhạy của nó bằng cách thúc đẩy sự phát triển của tủy sống và đầu của phôi ếch. Họ đưa ra giả thuyết rằng công nghệ của họ cũng có thể được áp dụng cho các thụ thể gắn màng khác khó nhắm mục tiêu, cũng như các động vật khác có chung con đường Wnt, để hiểu rõ hơn về cách thức các con đường này điều chỉnh sự phát triển và điều gì xảy ra khi chúng kết thúc.

"Khi chúng tôi tiếp tục mở rộng hệ thống nhạy cảm với ánh sáng của mình để bao gồm các đường truyền tín hiệu cơ bản khác cho sự phát triển phôi thai, chúng tôi sẽ cung cấp cho cộng đồng sinh học phát triển một bộ công cụ có giá trị có thể giúp họ xác định kết quả tín hiệu đằng sau nhiều quá trình phát triển", Yang nói. .

Các nhà nghiên cứu cũng hy vọng rằng công nghệ dựa trên ánh sáng mà họ sử dụng để nghiên cứu Wnt có thể chiếu sáng quá trình sửa chữa mô và nghiên cứu ung thư trong mô người.

Zhang cho biết: “Bởi vì ung thư thường liên quan đến các tín hiệu được kích hoạt quá mức, chúng tôi hình dung rằng các chất kích hoạt Wnt nhạy cảm với ánh sáng có thể được sử dụng để nghiên cứu sự tiến triển của ung thư trong các tế bào sống”. "Kết hợp với hình ảnh tế bào sống, chúng tôi sẽ có thể xác định một cách định lượng những gì có thể biến đổi tế bào bình thường thành tế bào ung thư. Ngưỡng tín hiệu cung cấp dữ liệu chính để phát triển các phương pháp điều trị nhắm mục tiêu cụ thể trong y học chính xác trong tương lai."