🚦«Фиолетовый свет — стой, зеленый — иди!»
Соблюдать это несложное правило сотрудники Университета агломерации Осаки заставили модельных круглых червей с помощью оптогенетической регуляции работы нервных клеток. Обычно в оптогенетике наиболее широко используют канальный родопсин 2 (ChR2), полученный от одноклеточной водоросли Chlamydomonas reinhardtii. Ученые же проверили пригодность бистабильных светочувствительных белков животных: опсина 3 комаров (MosOpn3) и парапинопсина миног (LamPP), сопряженных с G-белком. Трансгены первого вводили в ноцицептивные (отвечающие за восприятие боли), а второго — в холинергические моторные (двигательные) нейроны модельного круглого червя Caenorhabditis elegans.
В эксперименте активация MosOpn3 вызывала стойкую реакцию избегания, аналогичную ответу на болевой импульс. Черви с этим белком продемонстрировали примерно в семь тысяч раз более высокую чувствительность к свету, чем экспрессирующие ChR2, что свидетельствует о преимуществе комариного опсина. LamPP же чувствителен к ультрафиолету и способен к фоторегенерации под действием зеленого света. Соответственно, он позволял контролировать поведение экспрессирующих его червей цветозависимо: при облучении фиолетовым светом они останавливались, а «увидев» зеленый, продолжали координированное движение. Потребность в кофакторе ретинале при использовании MosOpn3 и LamPP была сопоставимой с работой ChR2.
Как пишут исследователи, полученные результаты свидетельствуют о потенциальных многочисленных стратегиях оптического контроля функций сопряженных с G-белком рецепторов и связанных с ними физиологических процессов, включая восприятие вкусов и запахов, а также действие гормонов и нейромедиаторов.