{"id":8014,"date":"2023-07-17T15:23:59","date_gmt":"2023-07-17T07:23:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/?p=8014"},"modified":"2024-02-27T19:30:43","modified_gmt":"2024-02-27T11:30:43","slug":"designed-protein-switch-allows-unprecedented-control-over-living-cells","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/designed-protein-switch-allows-unprecedented-control-over-living-cells\/","title":{"rendered":"Entwickelter Proteinschalter erm\u00f6glicht beispiellose Kontrolle \u00fcber lebende Zellen"},"content":{"rendered":"<p>Wissenschaftler haben den ersten vollst\u00e4ndig k\u00fcnstlichen Proteinschalter entwickelt, der in lebenden Zellen arbeiten kann, um die komplexen internen Schaltkreise der Zelle zu modifizieren oder sogar zu beherrschen.<\/p>\n<section class=\"article-banner first-banner ads-336x280\">\n<div id=\"div-gpt-ad-1449240174198-2\"><\/div>\n<\/section>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Der Schalter tr\u00e4gt den Namen LOCKR, kurz f\u00fcr Latching, Orthogonal Cage\/Key pRotein.<\/p>\n<p>Begleitpapiere ver\u00f6ffentlicht am 24. Juli in der Zeitschrift\u00a0<i>Natur<\/i>\u00a0Beschreiben Sie das Design von LOCKR und demonstrieren Sie mehrere praktische Anwendungen der Technologie. Die Arbeit wurde von Bioingenieurteams unter der Leitung von David Baker am UW Medicine Institute for Protein Design und Hana El-Samad an der UC San Francisco durchgef\u00fchrt.<\/p>\n<p>Die Wissenschaftler zeigen, dass LOCKR auf Ver\u00e4nderungen \u201eprogrammiert\u201c werden kann\u00a0<a class=\"textTag\" href=\"https:\/\/phys.org\/tags\/gene+expression\/\" rel=\"tag\">Genexpression<\/a>, den Zellverkehr umleiten, bestimmte Proteine abbauen und kontrollieren\u00a0<a class=\"textTag\" href=\"https:\/\/phys.org\/tags\/protein\/\" rel=\"tag\">Eiwei\u00df<\/a>\u00a0Bindungsinteraktionen. Die Forscher nutzen LOCKR auch, um neue biologische Schaltkreise aufzubauen, die sich wie autonome Sensoren verhalten. Diese Schaltkreise erkennen Hinweise aus der internen oder externen Umgebung der Zelle und reagieren darauf, indem sie \u00c4nderungen an der Zelle vornehmen. Dies \u00e4hnelt der Art und Weise, wie ein Thermostat erkennt\u00a0<a class=\"textTag\" href=\"https:\/\/phys.org\/tags\/ambient+temperature\/\" rel=\"tag\">Umgebungstemperatur<\/a>\u00a0und weist ein Heiz- oder K\u00fchlsystem an, sich abzuschalten, sobald eine gew\u00fcnschte Temperatur erreicht ist.<\/p>\n<p>Einmal von einer Zelle zusammengebaut, messen diese neuen Schalter an ihrer l\u00e4ngsten Seite nur acht Nanometer. Um den Zeitraum am Ende dieses Satzes abzudecken, w\u00e4ren mehr als hundert Millionen erforderlich.<\/p>\n<p>\u201eDie F\u00e4higkeit, Zellen mit Designerproteinen zu kontrollieren, l\u00e4utet eine neue \u00c4ra der Biologie ein\u201c, sagte El-Samad, Kuo-Familienprofessor f\u00fcr Biochemie und Biophysik an der UCSF und Mitautor der Berichte. \u201eAuf die gleiche Art und Weise\u00a0<a class=\"textTag\" href=\"https:\/\/phys.org\/tags\/integrated+circuits\/\" rel=\"tag\">integrierte Schaltkreise<\/a>\u00a0Diese vielseitigen und dynamischen biologischen Schalter erm\u00f6glichten die Explosion der Computerchip-Industrie und k\u00f6nnten bald eine pr\u00e4zise Kontrolle \u00fcber das Verhalten lebender Zellen und letztendlich unsere Gesundheit erm\u00f6glichen.\u201c<\/p>\n<figure class=\"mb-4\">\n<div class=\"plyr plyr--full-ui plyr--video plyr--html5 plyr--fullscreen-enabled plyr--paused plyr--stopped plyr--pip-supported plyr__poster-enabled\" tabindex=\"0\">\n<div class=\"plyr__controls\">\n<p><button class=\"plyr__controls__item plyr__control\" type=\"button\" data-plyr=\"play\" aria-label=\"Spielen\"><span class=\"label--not-pressed plyr__sr-only\">Spielen<\/span><\/button><\/p>\n<div class=\"plyr__controls__item plyr__progress__container\">\n<div class=\"plyr__progress\"><input id=\"plyr-seek-3294\" role=\"slider\" autocomplete=\"off\" max=\"100\" min=\"0\" step=\"0.01\" type=\"range\" value=\"0\" data-plyr=\"seek\" aria-label=\"Suchen\" aria-valuemin=\"0\" aria-valuemax=\"100\" aria-valuenow=\"0\" aria-valuetext=\"00:00 of 00:00\" \/><progress class=\"plyr__progress__buffer\" role=\"progressbar\" value=\"0\" max=\"100\" aria-hidden=\"true\"><\/progress><span class=\"plyr__tooltip\">00:00<\/span><\/div>\n<\/div>\n<div class=\"plyr__controls__item plyr__time--current plyr__time\" aria-label=\"Aktuelle Uhrzeit\">00:00<\/div>\n<div class=\"plyr__controls__item plyr__volume\"><button class=\"plyr__control\" type=\"button\" data-plyr=\"mute\"><span class=\"label--not-pressed plyr__sr-only\">Stumm<\/span><\/button><input id=\"plyr-volume-3294\" role=\"slider\" autocomplete=\"off\" max=\"1\" min=\"0\" step=\"0.05\" type=\"range\" value=\"1\" data-plyr=\"volume\" aria-label=\"Volumen\" aria-valuemin=\"0\" aria-valuemax=\"100\" aria-valuenow=\"100\" aria-valuetext=\"100.0%\" \/><\/div>\n<div class=\"plyr__controls__item plyr__menu\"><button class=\"plyr__control\" type=\"button\" aria-haspopup=\"true\" aria-controls=\"plyr-settings-3294\" aria-expanded=\"false\" data-plyr=\"settings\"><span class=\"plyr__sr-only\">Einstellungen<\/span><\/button><\/div>\n<p><button class=\"plyr__controls__item plyr__control\" type=\"button\" data-plyr=\"pip\"><span class=\"plyr__sr-only\">PIP<\/span><\/button><button class=\"plyr__controls__item plyr__control\" type=\"button\" data-plyr=\"fullscreen\"><span class=\"label--not-pressed plyr__sr-only\">Vollbildmodus aktivieren<\/span><\/button><\/p>\n<\/div>\n<div class=\"plyr__video-wrapper\">\n<p><video id=\"jwVID57461\" class=\"embed-responsive embed-responsive-16by9\" poster=\"https:\/\/scx1.b-cdn.net\/gfx\/video_tmb\/2019\/designedprot.mp4.jpg\" width=\"300\" height=\"150\" data-poster=\"https:\/\/scx1.b-cdn.net\/gfx\/video_tmb\/2019\/designedprot.mp4.jpg\" data-mce-fragment=\"1\"><\/video><\/p>\n<div class=\"plyr__poster\"><\/div>\n<\/div>\n<p><button class=\"plyr__control plyr__control--overlaid\" type=\"button\" data-plyr=\"play\" aria-label=\"Spielen\"><span class=\"plyr__sr-only\">Spielen<\/span><\/button><\/p>\n<\/div><figcaption class=\"text-darken text-low-up mt-4\">Forscher am UW Medicine Institute for Protein Design in Seattle erkl\u00e4ren, wie sie zusammen mit Forschern der University of California San Francisco einen synthetischen Proteinschalter, LOCKR, von Grund auf entwickelt haben. Das Gespr\u00e4ch \u00fcber die verschiedenen Verwendungsm\u00f6glichkeiten, die sie f\u00fcr Versionen von LOCKR bei der Steuerung verschiedener Prozesse in lebenden Zellen gefunden haben. Bildnachweis: UW Medicine<\/figcaption><\/figure>\n<p>Kein Gegenst\u00fcck in der\u00a0<a class=\"textTag\" href=\"https:\/\/phys.org\/tags\/natural+world\/\" rel=\"tag\">nat\u00fcrliche Welt<\/a>LOCKR unterscheidet sich von allen Werkzeugen der Biotech-Branche, einschlie\u00dflich neuerer Technologien wie Optogenetik und CRISPR. W\u00e4hrend seine Vorg\u00e4nger in der Natur entdeckt und dann f\u00fcr den Einsatz in Laboren, der Industrie oder der Medizin umger\u00fcstet wurden, geh\u00f6rt LOCKR zu den ersten biotechnologischen Werkzeugen, die vollst\u00e4ndig von Menschen konzipiert und gebaut wurden.<\/p>\n<div class=\"w-100 mb-4 ads\"><\/div>\n<p>Die Hauptautoren der Berichte sind Bobby Langan und Scott Boyken vom UW Medicine Institute for Protein Design sowie Andrew Ng vom UC Berkeley-UCSF Graduate Program in Bioengineering.<\/p>\n<p>\u201eIm Moment reagiert jede Zelle auf ihre Umgebung\u201c, sagte Langan. \u201eZellen erhalten Reize und m\u00fcssen dann herausfinden, was sie dagegen tun k\u00f6nnen. Sie nutzen nat\u00fcrliche Systeme, um beispielsweise die Genexpression zu steuern oder Proteine abzubauen.\u201c<\/p>\n<p>Langan und seine Kollegen machten sich daran, eine neue M\u00f6glichkeit zur Schnittstelle mit diesen zellul\u00e4ren Systemen zu schaffen. Sie verwendeten rechnerische Methoden\u00a0<a class=\"textTag\" href=\"https:\/\/phys.org\/tags\/protein+design\/\" rel=\"tag\">Proteindesign<\/a>\u00a0um selbstorganisierende Proteine zu schaffen, die bioaktive Peptide erst nach Zugabe spezifischer molekularer \u201eSchl\u00fcssel\u201c pr\u00e4sentieren.<\/p>\n<p>Mit einer in Hefe installierten Version von LOCKR konnte das Team zeigen, dass der gentechnisch ver\u00e4nderte Pilz dazu gebracht werden konnte, ein bestimmtes zellul\u00e4res Protein zu einem von den Forschern gew\u00e4hlten Zeitpunkt abzubauen. Durch die Neugestaltung des Schalters konnten sie den gleichen Effekt auch in im Labor gez\u00fcchteten menschlichen Zellen nachweisen.<\/p>\n<p>Um gesund zu bleiben, m\u00fcssen Zellen ihre biochemischen Prozesse streng kontrollieren. Eine abnormale Aktivit\u00e4t nur eines Gens oder der Aufbau des falschen Proteins kann das Gleichgewicht einer Zelle st\u00f6ren. Dies k\u00f6nnte zum Zelltod oder sogar zu Krebs f\u00fchren. LOCKR bietet Wissenschaftlern eine neue M\u00f6glichkeit, mit lebenden Zellen zu interagieren. Dadurch k\u00f6nnte eine neue Welle von Therapien f\u00fcr so unterschiedliche Krankheiten wie Krebs,\u00a0<a class=\"textTag\" href=\"https:\/\/phys.org\/tags\/autoimmune+disorders\/\" rel=\"tag\">Autoimmunerkrankungen<\/a>\u00a0und mehr.<\/p>\n<p>\u201eLOCKR er\u00f6ffnet v\u00f6llig neue M\u00f6glichkeiten f\u00fcr die Programmierung\u00a0<a class=\"textTag\" href=\"https:\/\/phys.org\/tags\/cells\/\" rel=\"tag\">Zellen<\/a>\u201c, sagte Ng. \u201eWir sind jetzt mehr durch unsere Vorstellungskraft und Kreativit\u00e4t eingeschr\u00e4nkt als durch die Proteine, die die Natur entwickelt hat.\u201c<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Scientists have created the first completely artificial protein switch that can work inside living cells to modify\u2014or even commandeer\u2014the cell&#8217;s complex internal circuitry. &nbsp; The switch is dubbed LOCKR, short for Latching, Orthogonal Cage\/Key pRotein. 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The work<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":8027,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[1,321],"tags":[],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8014"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8014"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8014\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":8758,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8014\/revisions\/8758"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/8027"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8014"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8014"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8014"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}