Eine Phytochrom‐Sensordomäne ermöglicht eine Rezeptoraktivierung durch rotes Licht

Abstract

Optogenetik und Photopharmakologie ermçglichen eine lichtgesteuerte räumlicheu nd zeitliche Manipulation von Prozessen in Zellen und in Tiermodellen. Obwohl rotes Licht durch minimale Toxizität und gute Gewebedurchdringung überzeugt, sind nur wenige für rotes Licht empfindliche optogenetische Hilfsmittel bekannt. Wirh aben eine neue,d urch rotes Licht aktivierte Homodimerisierungsdomäne in Form der Sensordomäne des cyanobakteriellen Phytochroms 1e ntwickelt, die robust und ohne Zytotoxizität in menschlichen Zellen exprimiert werden kann. Mithilfe dieser Domäne induzierten wir die Dimerisierung und Aktivierung von zwei Rezeptor-Tyrosinkinasen, dem Fibroblasten-Wachstumsfaktor Rezeptor 1u nd dem Neurotrophinrezeptor trkB.A uf diese Weise waren wir in der Lage,d en MAPK/ERK-Signalweg durch Gewebe hindurchz ua ktivieren und mehrfarbige Signaltransduktionsexperimente durchzuführen. Die Homodimerisierung von Proteinen und die Aktivierung von Rezeptor-Tyrosinkinasen auf Basis von rotem Lichts ind vielseitige Erweiterungen des optogenetischen Repertoires.