一些細菌透過類似於注射器的附屬物將毒素注入宿主細胞中。過去的研究發現，我們或許可以將其劫持為一種新的藥物輸送系統。現在來自馬克斯·普朗克研究所的科學家們開發出了一種利用光來控制這種機制的方法。
這種附屬物被稱為三型分泌系統(T3SS)，它被某些菌種所利用，如大腸桿菌、沙門氏菌、志賀氏菌、耶爾森菌和假單胞菌，是許多醫院感染的“罪魁禍首”。這些細菌附著在宿主細胞上，透過T3SS將數千種蛋白質推入細胞內。這些蛋白會抑制宿主的防禦能力，幫助感染擴散，並導致發燒、腹瀉和疼痛等症狀。
不可否認的是，這種“注射系統”是有效的。所以，科學家們當然也在嘗試著利用它來達到更多的幫助目的。就在幾個月前，馬克斯·普朗克團隊報告說，他們成功地“劫持”了T3SS，將藥物等有用的化學物質注射到細胞中。但仍有一個問題：該系統並不十分精確。它不會區分注入哪些細胞，而是隻是將有效載荷發射到細菌碰巧碰到的任何細胞中。
“只要T3SS接觸到任何宿主細胞，它就會立即發射載荷，”該研究的首席研究員Andreas Diepold說。“這對於生物技術或醫學領域的應用是不利的，在這些領域中，我們希望以特定的細胞型別為目標，例如在腫瘤治療中。”
這種控制的關鍵是光。光遺傳學是一個新興領域，透過特定波長的光脈衝來影響某些分子過程。在這種情況下，研究人員將光遺傳學開關連線到T3SS的動態“元件”上。然後，“注射系統”可以用藍光脈衝開啟和關閉。
他們將所得系統稱為LITESEC-T3SS。在實驗室測試中，該團隊利用新技術將熒光蛋白注入到癌細胞中，使其發光發藍。雖然這只是為了檢查該機制是否有效，但在另一項測試中，該團隊將有效載荷蛋白換成了一種能誘導細胞死亡的蛋白，並將其釋放在癌細胞上。果然，它能有效地殺死腫瘤。
研究人員計劃繼續用這種技術進行實驗，看看它還能發揮什麼作用。在它可能成為一種可行的治療方法之前，還有很多工作要做。
這項研究發表在《自然-通訊》雜誌上。
一些細菌透過類似於注射器的附屬物將毒素注入宿主細胞中。過去的研究發現，我們或許可以將其劫持為一種新的藥物輸送系統。現在來自馬克斯·普朗克研究所的科學家們開發出了一種利用光來控制這種機制的方法。
這種附屬物被稱為三型分泌系統(T3SS)，它被某些菌種所利用，如大腸桿菌、沙門氏菌、志賀氏菌、耶爾森菌和假單胞菌，是許多醫院感染的“罪魁禍首”。這些細菌附著在宿主細胞上，透過T3SS將數千種蛋白質推入細胞內。這些蛋白會抑制宿主的防禦能力，幫助感染擴散，並導致發燒、腹瀉和疼痛等症狀。
不可否認的是，這種“注射系統”是有效的。所以，科學家們當然也在嘗試著利用它來達到更多的幫助目的。就在幾個月前，馬克斯·普朗克團隊報告說，他們成功地“劫持”了T3SS，將藥物等有用的化學物質注射到細胞中。但仍有一個問題：該系統並不十分精確。它不會區分注入哪些細胞，而是隻是將有效載荷發射到細菌碰巧碰到的任何細胞中。
“只要T3SS接觸到任何宿主細胞，它就會立即發射載荷，”該研究的首席研究員Andreas Diepold說。“這對於生物技術或醫學領域的應用是不利的，在這些領域中，我們希望以特定的細胞型別為目標，例如在腫瘤治療中。”
這種控制的關鍵是光。光遺傳學是一個新興領域，透過特定波長的光脈衝來影響某些分子過程。在這種情況下，研究人員將光遺傳學開關連線到T3SS的動態“元件”上。然後，“注射系統”可以用藍光脈衝開啟和關閉。
他們將所得系統稱為LITESEC-T3SS。在實驗室測試中，該團隊利用新技術將熒光蛋白注入到癌細胞中，使其發光發藍。雖然這只是為了檢查該機制是否有效，但在另一項測試中，該團隊將有效載荷蛋白換成了一種能誘導細胞死亡的蛋白，並將其釋放在癌細胞上。果然，它能有效地殺死腫瘤。
研究人員計劃繼續用這種技術進行實驗，看看它還能發揮什麼作用。在它可能成為一種可行的治療方法之前，還有很多工作要做。
這項研究發表在《自然-通訊》雜誌上。