http://www.physorg.com/news/2010-10-cells.html
October 31, 2010
(PhysOrg.com) -- Chandra Tucker 在她的 Duke 大學實驗室裡將藍光照向酵母以及哺乳類動物細胞，而它們的邊緣開始生長。此效應是來自植物的光活化（light-activated，光激化）開關（那已被插入細胞中）所產生的結果。
研究者能利用這種新奇的『on-off』開關來控制細胞的生長或死亡、生長新組織或將適當劑量的藥物直接地送到害病的細胞，Tucker 表示，Duke 生物學系助理研究教授。
她與同僚透過遺傳學方法將來自芥子（mustard，Arabidopsis thaliana，阿拉伯芥，大陸稱拟南芥）植物的二種蛋白質插入酵母細胞、腎臟細胞以及經人工培養而成的囓齒目動物腦組織中，從而創造出這種開關。這二種蛋白光線下起交互作用，提供對細胞功能的控制。
這種開關類似去年所描述的一種開關，那時候研究者透過遺傳學方法將來自阿拉伯芥、不一樣的受光（light-receptive）植物蛋白以及與之交互作用的蛋白質夥伴，插入哺乳類動物的細胞中。對於紅光產生反應，這些蛋白質的交互作用導致哺乳類動物細胞改變形狀，朝光線的方向移動。
Tucker 的開關使用對藍光產生反應的阿拉伯芥蛋白。不像紅光活化蛋白，那需要添加輔因子（cofactor，對光產生反應，需要這種化學物質），藍光開關不需要任何額外的化學物質就能作用，因為它利用一種自然存在於非植物生物體之中的輔因子。
"將化學物質遞送到蒼蠅或個別細胞十分困難。這種新方法，其中一種分子已經存在於哺乳類動物或酵母細胞中，使得光控開關的建造變容易一點，" Tucker 說。她的團隊在 10/31 的 Nature Methods 上描述這種開關。
為了試驗這種開關，該團隊將其中一種光敏阿拉伯芥蛋白融合到紅螢光蛋白，另一種則融合到綠螢光蛋白，那接著附加到細胞膜上。當研究者在細胞上閃爍藍光時，這種植物蛋白開始起交互作用，導致紅螢光蛋白迅速朝細胞膜移動，由於發出紅螢光與綠螢光的蛋白合併，那接著發出黃光。該團隊發現，這種交互作用是可逆的，而且在光線暴露下能反覆受到觸發。
這種開關是數種被設計用來對不同的細胞功能有更好控制的開關之一。此開關接下來的發展是要讓蛋白質的交互作用更有效率，Tucker 說。此方法不僅適用於研究人工培養的細胞與酵母，還包括蠕蟲、果蠅老鼠以及其他模型生物體。最終，這種方法能使科學家測組織中的細胞如何能影響組織中的鄰近細胞，藉此引導神經元中的軸突生長，以修補腦組織，或甚至殺死癌細胞。
Tucker 的新方法對那些想將光活化應用到自己的實驗性系統中的人來說，將會是一大利多（major boon），Klaus Hahn 表示，北卡羅來納大學 Chapel Hill 分校的藥理學家表示，其實驗室去年報告另一種藍光反應蛋白來控制哺乳類動物細胞的運動。
Hahn 表示，這個 "優雅的研究很可能將會在許多領域或使我們感到驚訝的應用中，看見其廣泛的用途，" 而那已準備要應用在重要的研究領域，例如基因表現的控制。
※ 相關報導：
＊ Rapid blue-light–mediated induction of protein interactions in living cells
http://www.nature.com/nmeth/journal/v7/n12/full/nmeth.1524.html
Matthew J Kennedy, Robert M Hughes, Leslie A Peteya,
Joel W Schwartz, Michael D Ehlers & Chandra L Tucker
Nature Methods 7, 973–975 (2010)
doi:10.1038/nmeth.1524
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