真菌中的光敏蛋白扩展了光遗传学的工具箱

Optogenetics是一项迅速扩大的研究领域，彻底改变了世界各地的神经生物学和细胞生物学研究。它使用天然或量身定制的光敏蛋白，以便在没有电极的情况下开启和关闭神经电池，而是在时间和位置具有前所未有的精度。2002年藻类中浅门离子通道通道的发现是该领域的关键发现。2005年，法兰克福的科学家与亚历山大·戈斯坦特教授一起工作，成功地将蛋白质转移到半透明的线虫C.秀丽隐杆线上，以控制其光线。Gottschalk的Georg Nagel Lab与Georg Nagel的实验室一起向Optimetics工具箱添加了另一个工具：来自水生真菌Blastocladiella Emearsonii的蛋白质'Cyclop'。

正如Alexander Gottschalk教授领导的研究小组在本期杂志中报道的那样自然通信， CyclOp在光照下产生第二信使cGMP。这种重要的细胞信号涉及视觉、调节血压、诱导细胞死亡和男性勃起。例如，伟哥可以增加细胞内的cGMP水平。如果把CyclOp引入像秀丽隐杆线虫这样的生物体，那么就可以专门研究细胞内cgmp依赖的信号通路。这使得光遗传学超越了以往的研究。

“光活化的酶环比具有出色的分子特性，使其作为细胞生物学家和神经生物学家的Optogetics工具箱的有价值的补充”，解释了Gottschalk从歌德大学的分子生命科学研究所（BMLS）的Gottschalk教授。他的研究组已经将蛋白质引入氧气传感单元，以便找出第二信使CGMP在这些细胞中发挥的作用。为此，半透明线虫暴露于导致细胞内产生CGMP的光。细胞通过作用，响应于它们检测到氧气水平的增加。通过这种方式，研究人员可以使用Cyclop更好地了解这些自然信号的方式细胞变成了蜂窝响应。