Proteiinien toiminnan fotoninen säätely elävissä systeemeissä
Photo-on-konsortio

Courtney Michael, Itä-Suomen yliopisto, Coffey Eleanor, ÅA

Fotoniikkaan perustuvat menetelmät ovat mullistaneet modernin biologian. Lähes kaikissa moderneissa laboratorioissa on käytössä lukemattomia fluoresoivia ja luminesoivia eli valoa tuottavia merkkiaineksia. Biologisten hypoteesien arviointi vaatii kuitenkin havaintojen kirjaamisen lisäksi biologisten järjestelmien manipulointia. Laajalti käytettävissä olevista tarkoista ja hienovaraisesti valoa säätelevistä instrumenteista huolimatta biologit eivät ole samassa määrin kyenneet valjastamaan valoa elävien systeemien manipulaatioon. Tutkimuskonsortio kehittää prototyyppisiä valolla säädeltäviä skaffoldeja eli tukirakenteita, joihin liitetään entsyymiaktiivisuus biologisten kokeiden tarpeiden mukaisesti. Tavoitteena on saada aikaan valon indusoimia muutoksia proteiinien vuorovaikutuksissa. Tämän pyrimme osoittamaan säätelemällä MAP-kinaasin (JNK:n) toimintaa fotonisesti säädeltävällä skaffoldilla. JNK on keskeinen tekijä mm. solujen kehityksen, liikkumisen ja kuoleman aikana sekä edelleen syövän ja neurodegeneraation muodostumisessa. Biologisena työkaluna valon avulla säädeltävät entsyymit mahdollistavat erityislaatuisesti niiden spatio-temporaalisen manipuloinnin. Ensimmäistä kertaa eri solunsisäisissä osastoissa sijaitsevat molekyylit voidaan aktivoida selektiivisesti kohdistamalla valo näihin alueisiin. Fotoninen aktivaatio tarjoaisi täten innovatiivisia ratkaisuja solujen toiminnan tutkimiseen.