Эволюция, направляемая светом, создает белки, способные переключаться, чувствовать и вычислять
Ученые разработали метод «оптоволюции», который использует свет для направленной эволюции белков со сложным динамическим поведением, включая создание белковых логических элементов
Короткое резюме
Исследователи из EPFL представили новый метод направленной эволюции под названием «оптоволюция», который использует свет для создания белков со сложным динамическим поведением. Метод позволяет эволюционировать белки, которые могут переключаться между состояниями, реагировать на разные цвета света и даже функционировать как простые логические элементы.
Традиционные методы направленной эволюции имеют ключевое ограничение — они отбирают белки, которые постоянно активны, что не соответствует реальной работе многих биологических систем, где белки должны динамически переключаться. В новом подходе ученые перепрограммировали дрожжевые клетки так, чтобы их выживание зависело от способности белка переключаться в нужное время, используя свет для точного контроля этого процесса в реальном времени.
Метод позволил создать улучшенные светочувствительные белки, в том числе реагирующие на зеленый свет (что ранее считалось крайне сложным), и белок, активирующий гены только при одновременном присутствии светового и химического сигналов. Оптоволюция открывает новые возможности для синтетической биологии, создания умных клеточных схем и фундаментальных исследований динамического поведения белков.
Новый метод эволюции
Разработан метод «оптоволюция», использующий свет для направленной эволюции белков с динамическим поведением в живых клетках
Перепрограммирование клеточного цикла
Выживание дрожжевых клеток было поставлено в зависимость от способности белка переключаться в строго определенное время, что позволило автоматически отбирать лучшие варианты
Создание белков с новой функциональностью
Метод позволил получить белки, чувствительные к зеленому свету, и белок, работающий как логический элемент «И» (активируется только при двух сигналах)
Преодоление ограничений традиционных методов
Оптоволюция решает проблему традиционной направленной эволюции, которая отбирает белки с постоянной активностью, а не со способностью к динамическому переключению
Текст сгенерирован с использованием ИИ
