Licht kan worden gebruikt als een nauwkeurige methode om genexpressie te controleren, toont baanbrekend optogenetica-onderzoek van de Universiteit van Colorado, Duke University en de Universiteit van Helsinki onderzoekers.

Optogenetics maakt gebruik van methoden waarbij licht kan worden gebruikt om cellulaire functies te regelen. In tegenstelling tot traditionele methoden, optogenetische methoden maken een meer tijdelijke en ruimtelijk nauwkeurige manier mogelijk om cellen te controleren. Bij hersenonderzoek deze tools zijn met succes gebruikt om individuele zenuwcellen in milliseconden tijdschaal te reguleren met behulp van licht in plaats van elektrische stimulus.

Optogenetische methoden en hulpmiddelen zijn snel geëvolueerd, en naast het kunnen controleren van cellulaire activiteit, onderzoekers kunnen nu de activiteit van de genfunctie controleren. In de studie gepubliceerd in Onderzoek naar nucleïnezuren , de onderzoekers waren in staat om de expressie van genen in zoogdiercelculturen te induceren en te remmen en waren in staat om intracellulaire eiwitniveaus te reguleren met behulp van lichtsignalen. De aanpak werd ook gebruikt om gentranscriptie op endogene genomische sites te reguleren in combinatie met CRISPR/Cas9-technologie.

"Het onderzoek uitgevoerd in de zebraviseenheid van de Universiteit van Helsinki toonde aan dat naast celculturen, deze optogenetische hulpmiddelen werkten ook in levende weefsels, ", zegt Academieonderzoeker Jari Rossi.

Het vakgebied kent vele medische toepassingen, en het is mogelijk dat optogenetica in de toekomst kan worden toegepast om menselijke ziekten te behandelen. De eerste klinische onderzoeken worden uitgevoerd om het gezichtsvermogen te herstellen bij patiënten met retinitis pigmentosa.

"Hoewel de medische toepassingen die gebruik maken van door licht gereguleerde genexpressie in de verre toekomst liggen, de eerste toepassingen zullen waarschijnlijk worden gevonden in fundamentele onderzoeksgebieden van de biowetenschappen die behoefte hebben aan nauwkeurige controle van de genfunctie", zegt Dr. Rossi. "Ik ben zelf geïnteresseerd in het gebruik van deze hulpmiddelen voor bijvoorbeeld obesitas- en diabetesonderzoek."

Anderzijds, de productie van biofarmaceutica berust nog steeds op het gebruik van oude technologieën. "De farmaceutische en bio-industrie kunnen baat hebben bij het gebruik van deze meer up-to-date methoden, waarmee farmaceutische productieprocessen in celfabrieken nauwkeuriger en efficiënter kunnen worden gestuurd, " zegt Dr. Rossi.