Как микробы "видят" свет: в ледниках нашли белки, реагирующие на УФ-излучение

Группа исследователей из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) совместно с учёными из Университета Садада сделала неожиданное открытие — в бактериях, обитающих в ледниках и на горных высотах, найден новый класс светочувствительных белков, названный криородопсинами.

Эти белки обладают уникальной способностью поглощать ультрафиолетовое излучение, что может быть жизненно важно для бактерий, подвергающихся высокому УФ-облучению на открытых участках в горах и приполярных районах.

Исследователь Кирилл Ковалев заметил аномалии в структуре нескольких родопсинов, извлечённых из арктических микроорганизмов.

Эти белки не только отличались по цвету (синий вместо розового), но и имели дополнительный элемент в молекуле. После встраивания их в нейроны и облучения вспышками света стало ясно: под действием ультрафиолета нейронная активность угасала, а при воздействии зелёного света — наоборот, возрастала.

Такое поведение делает криородопсины идеальными инструментами для управления нейронами — с их помощью можно создавать световые "переключатели", регулирующие возбуждение клеток.

Это открытие может найти применение в медицине, нейрофизиологии и разработке нейроинтерфейсов, в том числе для лечения нейродегенеративных заболеваний и создания искусственных органов чувств.

Таким образом, криородопсины открывают новые горизонты как в понимании адаптаций микробов к экстремальным условиям, так и в возможностях манипуляции мозгом с помощью света.

Учёные рассчитывают на быструю адаптацию этих белков в биотехнологических и клинических целях.