N, 2.02.2023

VIDEO ⟩ Teadlased lõid valgusfooriga kaugjuhitavad ussid

Anna-Maria Sepp
, Teadusportaali ajakirjanik
Teadlased lõid valgusfooriga kaugjuhitavad ussid
Facebook Messenger LinkedIn Twitter
Comments
Varbuss (ka sireuss) on mullas elav ümaruss, keda kasutatakse laialdaset mudelorganismina.
Varbuss (ka sireuss) on mullas elav ümaruss, keda kasutatakse laialdaset mudelorganismina. Foto: ZEISS Microscopy, CC BY-NC-ND 2.0, Wikimedia

Jaapani teadlased esitlesid värskes uuringus tehnikat, mis võimaldab usside liikumist kaugjuhtida. Organismidesse valgustundlikke valke siirdades suutis meeskond ussid rohelise tule all liikuma panna ja UV-kiirgusega neid pidurdada.

Organismid peavad suutma reageerida nende elukeskkonnas esinevatele stiimulitele, nagu valgus või kemikaalid – nii leiavad nad toitu ja väldivad ohte. Sellesse sensoorsesse süsteemi sisse murdes on võimalik luua kaugjuhitavaid «küborgeid». Nii on tehtud juba prussakatega, kelle antenne teadlased sedasi elektriliselt stimuleerisid, et loomad instinktiivselt eesseisvast takistusest mööduksid.

Uues uuringuks kasutasid Osaka Metropolitani ülikooli teadlased ussikeste juhtimiseks valke, mida nimetatakse opsiiniteks. Need valgud on tundlikud erinevate valguslainepikkuste suhtes ja saadavad neile reageerides kehale signaale, mis võivad valkudega seotud neuroloogilisi ahelaid välja lülitada. Sääraseid protsesse uurivat valdkonda nimetatakse optogeneetikaks. Eelnev töö opsiinatega on näidanud, et neid saab kasutada pimedatel hiirtel nägemise taastamiseks või valguse abil valu vaigistamiseks.

Osaka Metropolitani Ülikooli kunstniku illustratsioon.
Osaka Metropolitani Ülikooli kunstniku illustratsioon. Foto: Osaka Metropolitan University

Eelmisel kolmapäeval ajakirjas PENAS avaldatud uuringus kasutas teadusmeeskond optogeenikat varbusside (C. elegans) liikumise kontrollimiseks. Tegemist on umbes 1 mm pikkuste ümarussidega, keda kasutatakse laboriuuringutes väga tihti. Ussikestesse implanteeriti kaks opsiini – üks, mis pärineb sääskedest, paigutati sensoorsetesse rakkudesse, mis tekitavad loomades soovi stiimulist eemale vingerdada (antud juhul on stiimuliks roheline valgus). Teine opsiin, mis võeti silmudelt, on tundlik UV-valguse suhtes ja implanteeriti usside motoorsetesse neuronitesse.

Selle tulemusel hakkasid ussid rohelise valguse all liikuma ja tardusid paigale, kui nende peale näidati UV-kiirgust. Meeskond testis tehnikat korduvalt ja leidis, et see võib töötada üha uuesti ja uuesti, mis tähendab, et varbusside keha ei hävita valke ka korduval kokkupuutel. See näitab, et tehnikat võib kasutada selliste optogeneetiliste signaalimissüsteemide loomiseks, mis täidavad valguse erinevates spektrites erinevaid funktsioone.

Teadlased lisasid tööle ka video, mis näitab täpselt, kuidas varbussid vastavalt valguse muutusele liiguvad ja peatuvad:

«Nii sääse kui ka silmu opsiinid, mida kasutasime, on G-valguga ühendatud retseptorite (GPCR) perekonna liikmed, mida kasutatakse erinevate stiimulite, sealhulgas lõhna, maitse, hormoonide ja neurotransmitterite tajumiseks.» selgitas uuringu juhtiv autor professor Mitsumasa Koyanagi ülikooli pressiteates.

Veel on ebaselge, milliste rakendusteni see uuring viia võib, kuid meeskond usub, et see on läbimurre sensoorsete süsteemide bioloogia mõistmises ja võib lõpuks viia uute ravimite arendamiseni.

 
Märksõnad
Tagasi üles