ACSSynBio:利用光遗传学技术使蛋白变得更加稳定

根据最近一项研究,科学家们开发出一种新技术,可以利用光来控制细胞内蛋白质的寿命。这种方法将使科学家更好地观察特定蛋白质如何促进机体健康,发育以及在疾病发生过程中的作用。 新研究的作者,来自伊利诺伊大学生物化学教授Kai Zhang说,传统意义上控制蛋白质稳定性的方法包括添加降解特定蛋白质的化学物质。而通过光遗传学的方法,能够更加有效控制蛋白质水平,且没有毒性。 在早期的光遗传学方法中,科学家对特定的蛋白质进行修饰,从而使光照射到细胞上会导致蛋白质分解。 “我们想开发一种系统,可以使用光来稳定而非降解目标蛋白质,” Zhang实验室的研究生Payel Mondal说。 “这可以在稳定癌症抑制剂方面得到应用。”(图片来源:Www.pixabay.com) 该新技术称为GLIMPSe,通过将称为degron的短肽序列连接到蛋白上,前者传递降解的信号。光触发细胞除去degron,从而使得蛋白质免于降解。这项技术使科学家能够研......阅读全文

LED光源从显微成像到光遗传学研究

生物学研究中的LED:从显微成像到光遗传学由于LED被引入生物科学研究的显微镜照明,使研究小组和影像实验室有信心将其范围和潜力完全取代金属卤化物光源,合适的HBO弧光灯替代品一直是一个挑战。但随着最近推出的全光谱照明装置和更先进的系统,LED照明正在成为新的标准。显微镜长期以来一直在生物科学研究中占

Science光遗传学新成果:如何赶跑不开心

  我们的大脑中有一个区域负责处理人类体验为“失望沮丧”的感觉和情感信息。来自加州大学圣地亚哥医学院的研究人员确定了这一区域的一个控制机制。发现了当情绪低落时有可能的神经化学解药。这项研究在线发表在9月18日的《科学》(Science)杂志上。  论文的资深作者、生物科学部神经科学和神经生物学系教授

华人学者Cell发表光遗传学重要成果

  加州理工(Caltech)的科学家们在大脑中发现了一个跷跷板回路,这个回路决定小鼠的行为是否合群。  自闭症患者往往不喜欢社交,更倾向于表现出孤僻的重复行为。 人们知道,自闭症与大脑杏仁体功能障碍有关,杏仁体结构参与了大脑中的情绪处理。现在,Caltech研究团队在小鼠杏仁体中发现了相互对立的两

光遗传学在生命科学领域的应用

光遗传学技术是一种结合遗传学与光学技术,在复杂如自由活动个体的生物系统中实现定点的、快速的控制某一精确定义的生物学过程的技术。通过引入光敏感蛋白的受体或通道蛋白至特定组织特定细胞中,并经特定参数的光信号控制,光遗传学技术能够关闭或激活某一类细胞的生物学功能,从而实现在细胞、环路、器官和个体等多个层

分子遗传学词汇珠蛋白基因

中文名称:珠蛋白基因外文名称:globin gene定义:珠蛋白基因 globin gene 血红蛋白含2个α和2个β链,分别由α链珠蛋白基因和β链珠蛋白基因的信息而形成。哺乳动物的α链基因和β链基因在结构上相似,都是由2个内含子而分为3个外显子部分。

中科院Nature子刊发表光遗传学成果

  在面对威胁生命的刺激时做出正确的反应,是动物生存所必需的能力。众所周知,视觉是感知威胁的主要感官之一,但人们并不了解视觉刺激引起防御性应答的大脑回路。  中科院深圳先进技术研究院的科学家们通过小鼠研究,分析了动物看到捕食者时的先天性防御行为,揭示了视觉刺激引起先天恐惧时的大脑通路。这一成果发表在

Nature子刊:光遗传学技术获得重大突破

  光遗传学允许人们通过光照控制大脑的神经元活性。这一技术依赖能够抑制或刺激神经元电信号的光敏蛋白,还需要将光源植入大脑,让光到达需要控制的细胞。  日前,MIT副教授Ed Boyden领导研究团队开发了一个新型光敏蛋白,它们可以响应头骨外的光源,实现非侵入性的神经元控制。这种被称为Jaws的蛋白不

Nature-Methods十大技术:光遗传学的利与弊

  Nature Methods杂志在十周年之际推出了纪念特刊,点评了在过去十年中对生物学研究影响最深的十大技术,其中就包括光遗传学技术。  我们可以毫不夸张地说,光遗传学技术给神经学带来了一场革命。现在,这一技术已经迅速成为了许多实验室里的标准工具。尽管光遗传学还不是一个家喻户晓的名词,不过它已经

Cell封面:为什么进食成瘾?光遗传学告诉你!

  上世纪60年代,世界免疫学界形成了两个水火不容的阵营,只有对抗,没有团结可言了。当时免疫学亟待解决的核心问题是,脊椎动物究竟通过何种方式为每一种病原体量身定制特异性的防御机制,而且这种特异性防御的多样性几乎没有上限。  1963年,年轻的科学家麦克斯•戴尔•库珀加入了明尼苏达大学的罗伯特•古德的

光遗传学手段揭秘帕金森病新机制

  帕金森病 (Parkinson’s disease, PD) 是一种老年人常见的神经退行性疾病。它主要影响患者的运动神经系统,导致PD患者出现颤抖、肢体僵硬、步态异常和运动功能减退等症状。目前还没有一种疗法可以治愈PD,不管是药物治疗还是脑深层电刺激 (deep brain stimulus,

卢光琇教授主译的《医学遗传学》出版

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/4/498077.shtm今年84岁的著名生殖医学与医学遗传学家、中信湘雅生殖与遗传专科医院首席科学家卢光琇教授又有新译作。   ?卢光琇(右)向同行赠书。王昊昊 摄中信湘雅医院4月8日透露了上述消息。

NATURE-METHODS十大技术之一——光遗传学

  近期光遗传学之父Dr.Georg Nagel造访了咱们金开瑞,据说这位大大是诺贝尔奖的热门候选者,那么一脸懵逼的吃瓜群众就发问了:啥是光遗传学,听起来好高大上!   何为光遗传学?   光遗传学(optogenetics)是近几年正在迅速发展的一项整合了光学、软件控制、基因操作技术、电生

NATURE-METHODS十大技术之一——光遗传学

近期光遗传学之父Dr.Georg Nagel造访了咱们金开瑞,据说这位大大是诺贝尔奖的热门候选者,那么一脸懵逼的吃瓜群众就发问了:啥是光遗传学,听起来好高大上!                   何为光遗传学?光遗传学(optogenetics)是近几年正在迅速发展的一项整合了光学、软件控制、基因

分子遗传学词汇-反式激活蛋白

中文名称:反式激活蛋白英文名称:trans-activator定  义:通过直接结合或间接作用于DNA、RNA等核酸分子,引起基因表达激活或增强的蛋白因子。包括转录激活因子和翻译激活因子等。应用学科:生物化学与分子生物学(一级学科),基因表达与调控(二级学科)

分子遗传学词汇反式激活蛋白

中文名称:反式激活蛋白英文名称:trans-activator定  义:通过直接结合或间接作用于DNA、RNA等核酸分子,引起基因表达激活或增强的蛋白因子。包括转录激活因子和翻译激活因子等。应用学科:生物化学与分子生物学(一级学科),基因表达与调控(二级学科)

最新综述:光遗传学在生物医学领域中应用

  核心刊物”栏目期刊:科学通报,中国科学C辑:生命科学,均是由中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的,我国学术期刊中的知名品牌,被国内外各主要检索系统收录,如国内的《中国科学论文与引文数据库》(CSTPCD)、《中国科学引文数据库》(CSCD)等;美国的SCI、CA、EI,英国的SA,日本的

Neuron:芝加哥科学家实现光遗传学技术新突破

  随着近年来科学家在表观遗传学领域研究的深入,人们开始希望通过体外刺激的方式来控制体内细胞尤其是神经元细胞的状态。这一领域有着广阔的应用前景,如治疗黄斑病变等遗传病。以此为基础,光遗传学等学科纷纷被建立起来。不过,目前为止,为了实现这一目标,研究人员不得不对神经元进行基因改造。这也极大阻碍了这一技

光遗传学技术将酵母变成高效“生化工厂”

  对酵母等微生物进行基因改造,用来生产人类所需的化合物,这样的生物合成技术已经常见。美国一项新研究说,将光遗传学技术与生物合成技术相结合,可以大幅提高生产效率。  光遗传学技术是一种操控细胞的方法,即把特定基因改造得对光敏感,然后用光来打开或关闭基因功能,影响细胞活动。该技术已对神经科学等领域产生

新技术:光遗传学帮助盲人恢复一些光明

    一位在一只眼睛里植入了藻类基因的盲人在特殊的护目镜的帮助下拿起了笔记本。  研究人员今天(5月24日)报告说,一名盲人获得了一种感光藻类蛋白的基因,在特殊护目镜的帮助下,他现在可以看到和触摸物体。  他的视力增长不大——他不能看到颜色,也不能辨别面孔或字母。但是,如果这种治疗能够帮助其他研究

极大进步,40-年前开始失明,光遗传学疗法重获光明!

  2021 年 5 月 24 日,来自瑞士巴塞尔大学的 Botond Roska 教授联合匹兹堡大学 José-Alain Sahel 教授在 Nature Medicine 发表了题为 Partial recovery of visual function in a blind patient

Cell:朊蛋白,表观遗传学的新层面

  朊蛋白prion总是与疯牛病和克-雅氏病等联系在一起,不过人们正逐渐意识到,朊蛋白在生物中也能够发挥正常的有益功能。   日前科学家们发现,朊蛋白能够使酵母从常规单细胞形态转变为多细胞协作形式,并由此在不利环境条件下增大酵母的生存几率。这种可遗传的改变不会影响酵母基因组,是一种表观遗传学现象。

分子遗传学词汇单链DNA结合蛋白

中文名称:单链DNA结合蛋白外文名称:Single-stranded DNA-binding protein定义:单链DNA结合蛋白(Single-stranded DNA-binding protein,缩写SSB或SSBP)又称单链结合蛋白,是专门负责与DNA单链区域结合的一种蛋白质,为DNA复

分子遗传学词汇TATA结合蛋白质

中文名称:TATA结合蛋白质英文名称:TATA-binding protein;TBP定  义:转录因子TFⅡD的组分之一,特异地与TATA框结合并指导起始复合体的形成,也可以是与RNA聚合酶Ⅲ或RNA聚合酶Ⅰ共同发挥作用的转录因子之一。即使基因无TATA框,也能通过与TBP结合因子间相互作用而起调

Nat-Methods:光遗传学——细胞生物学新研究利器

  中国古人云:工欲善其事,必先利其器!在细胞生物学领域创新的研究方法并不是特别多。光遗传学方法过去多应用于神经系统的研究。然而,全新的方法拓展了光遗传学应用范围,几乎可以用于所有组织器官的细胞生物学研究,这一全新的技术可能会细胞生物学研究带来新的曙光!传统对细胞信号研究几乎都是线性的,而光遗传学可

北大、中科院Nature子刊发表光遗传学重要成果

  疼痛不仅是一种感觉,也会影响人的情绪。慢性痛患者常会出现焦虑等负面情绪,加重患者的痛苦。已知内侧前额叶皮质(mPFC)与疼痛的感觉分辨和情绪体验有关。不过,人们对这一过程中的具体机制还知之甚少。  北京大学和中科院的研究团队发现,mPFC中的前边缘皮质(prelimbic cortex,PL)与

调控染色质相互作用的光遗传学工具被开发

  转录调控不仅仅是近端的启动子对基因表达的激活,远端的增强子也对基因的转录调控起到了重要的作用。增强子(enhancer)是一类基因组上的顺式元件。它通过与启动子发生相互作用,从而激活基因表达。这一过程的实质是DNA上不同的调控元件之间的相互作用。这种长距离的相互作用由染色质空间三维结构帮助建立和

应用光遗传学技术为猝死高危人群装上“光控”救命开关

  恶性室性心律失常患者,往往会因心脏交感神经活性过高而随时都有发生猝死的风险。如能在此类患者体内植入一个无线光遗传学刺激仪,当感觉心脏不适时,患者可自行使用智能手机的蓝牙打开刺激仪开关,迅速抑制过度活跃的心脏交感神经系统,提前阻断恶性心律失常的发生,从而挽救生命。  武汉大学人民医院心血管内科江洪

酵母遗传学方法2:蛋白质的抽提

酵母蛋白质的抽提此法抽提的酵母蛋白适用于SDS凝胶电泳和Western印迹分析。1.从OD600=2的细胞培养物中抽提酵母蛋白质。培养物的一种简单制备方法是将细胞接种到5ml YPD中,过夜培养后获得指数培养物(OD600=0.5~2.0)。2.在水浴上把OD600=2的细胞培养物转到含有2ml的5

-PNAS光遗传学上的重大突破:-不需要植入式光纤了

  虽然传统的光遗传学利用微生物光敏通道蛋白来控制神经元的活动,在神经科学研究中获得了重大进展,但光纤植入大脑增加了一系列后备工作的负担,从而限制了光遗传学的应用。  光探头是必不可少的工具,通常在体内应用时需要侵入性的光纤植入,对临床应用和多个脑区的应用是重大的限制。另一方面,化学遗传学可以使用基

相干公司推出满足光遗传学波长和调制需求黄光激光器

  光泵半导体激光器 (OPSL) 具备可扩展/可调输出功率、直接模拟和数字调制,以及即插即用功能,能够满足光遗传学、流式细胞术和其他生命科学应用对黄光激光器波长日趋增加的需求。  Ingo Waldeck 和 Matthias Schulze,Coherent Inc.,ingo.waldeck@