Группа исследователей обнаружила, что облучение терагерцовыми (ТГц) волнами активирует филаментацию белка актина. доктора Шота Ямадзаки и Масахико Харата (Высшая школа сельскохозяйственных наук, Университет Тохоку); д-р Юичи Огава (Высшая школа сельского хозяйства Киотского университета); д-р Хиромичи Хосина (ТГц-визуализация и группа датчиков в RIKEN); и доктор Тошитака Идехара (FIR-UF в Университете Фукуи) сделали это важное открытие, которое предлагает новую возможность для управления клеточными функциями.
В связи с недавней разработкой мощных терагерцовых (1012 Гц) волновых источников многие исследователи начали изучать возможность их применения для манипулирования материалами. Одним из преимуществ терагерцового излучения является более низкая энергия фотонов по сравнению с видимым светом. Следовательно, терагерцовая волна предотвращает ионизацию молекул. ТГц волны позволяют «мягко» манипулировать макромолекулами, такими как белки, позволяя изменять их структуру более высокого порядка, не повреждая образцы.
Актин образует филаменты посредством полимеризации в клетках и функционирует как основной компонент клеточной архитектуры. Актин играет центральную роль в различных клеточных функциях, включая заживление ран и метастазирование раковых клеток. Кроме того, часть актина существует в ядре клетки и регулирует регуляцию генов. Например, актин необходим для перепрограммирования генов, что необходимо для образования iPS (индуцированных плюрипотентных) клеток. В этом исследовании реакцию полимеризации очищенного актинового белка отслеживали при облучении терагерцовой волной, и было обнаружено, что терагерцовая волна активирует филаментацию актина.
Актин регулирует различные функции клеток. Поэтому было разработано множество препаратов для контроля филаментации актина и изучено применение этих препаратов в медицинских целях. Однако эти препараты неэффективны при доставке в клетки и выведении из них. ТГц-облучение является неинвазивным методом и может решить эти выявленные проблемы с лекарствами. Ожидается, что терагерцовая волна станет новым инструментом для управления клеточными функциями посредством модификации филаментации актина. Сейчас эта исследовательская группа пытается понять основной механизм ТГц-содействия филаментации, чтобы распространить эту технологию на различные белки, чтобы можно было широко применять ТГц-облучение в различных биологических технологиях.