Биологи научились регулировать кислотность клеток человека при помощи света

Значение кислотности среды (выражаемое численно с помощью показателя pH) внутри живых клеток представляет собой важнейший параметр внутренней среды организма, который строго регулируется. Существенные отклонения от нормального значения рН в цитозоле клеток человека наблюдаются, например, при злокачественной трансформации или, наоборот, могут инициировать процесс гибели клеток. Исследователи из Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ научились изменять кислотность цитоплазмы клеток человека с помощью света. Работа опубликована в журнале International Journal of Biological Macromolecules.

Оптогенетика — научное направление, в рамках которого исследователи используют светочувствительные белки для контроля определённых функций живых клеток. Оно развивается уже около 20 лет. Оптогенетика зародилась как способ контроля возбуждения нервных клеток (нейронов) и произвела настоящую революцию в нейробиологии. Однако в последнее время появляется всё больше научных сообщений об использовании подходов оптогенетики для контроля обмена веществ, химических реакций и других физиологических функций в невозбудимых клетках.

Основными инструментами оптогенетики с момента её возникновения служат микробные родопсины — мембранные белки, многие из которых способны переносить ионы через биологические мембраны под действием света. Функционально среди микробных родопсинов можно выделить большую группу протонных помп. Эти белки перекачивают протоны через мембраны под действием света. Интересно, что известны помпы, перекачивающие ионы в двух направлениях. Одни переносят протоны наружу, из клетки, их называют прямыми протонными помпами. Другие, работающие в обратном направлении, то есть закачивающие протоны в