Ljus kan användas som en korrekt metod för att kontrollera genuttryck, visar banbrytande optogenetikstudie av University of Colorado, Duke University och Helsingfors universitets forskare.

Optogenetics använder metoder där ljus kan användas för att styra cellulära funktioner. I motsats till traditionella metoder, optogenetiska metoder tillåter mer tidsmässigt och spatialt exakt sätt att kontrollera celler. Inom hjärnforskning, dessa verktyg har framgångsrikt använts för att reglera individuella nervceller i en millisekundsskala med hjälp av ljus istället för elektrisk stimulans.

Optogenetiska metoder och verktyg har utvecklats snabbt, och förutom att kunna kontrollera cellulär aktivitet, forskare kan nu kontrollera genfunktionens aktivitet. I studien publicerad i Nukleinsyraforskning , forskarna kunde inducera och hämma uttrycket av gener i däggdjurscellkulturer och kunde reglera intracellulära proteinnivåer med hjälp av ljussignaler. Tillvägagångssättet användes också för att reglera gentranskription vid endogena genomiska platser när det kombinerades med CRISPR/Cas9-teknologi.

"Forskningen som utfördes vid zebrafiskenheten vid Helsingfors universitet visade att förutom cellkulturer, dessa optogenetiska verktyg fungerade också i levande vävnader, " säger akademiforskaren Jari Rossi.

Fältet har många medicinska tillämpningar, och det är möjligt att optogenetik kan användas i framtiden för att behandla mänskliga sjukdomar. Första kliniska studier pågår för att återställa synen hos patienter med retinitis pigmentosa.

"Även om de medicinska tillämpningarna som använder ljusreglerat genuttryck ligger i en avlägsen framtid, de första tillämpningarna kommer troligen att finnas inom biovetenskapliga grundforskningsområden som är i behov av noggrann kontroll av genfunktion", säger Dr. Rossi. "Jag är själv intresserad av att använda dessa verktyg till exempel inom fetma- och diabetesforskning."

Å andra sidan, Tillverkningen av bioläkemedel är fortfarande beroende av att använda gammal teknik. "Läkemedels- och bioindustrin kan ha nytta av att använda dessa mer uppdaterade metoder, som kan användas för att kontrollera farmaceutiska produktionsprocesser i cellfabriker mer exakt och effektivt, " säger Dr Rossi.