新型感光蛋白可用于光遗传学和数据存储

新型感光蛋白可用于光遗传学和数据存储

​一组科学家在以色列的加利利海底发现了一种新的感光蛋白。这是50年以来科学家首次在该领域取得突破。这项研究发表于权威科研杂志《自然》上。

感光蛋白存在于许多不同生物体中。植物中的感光蛋白会利用叶绿素通过光合作用转化光能。而细菌或藻类中的感光蛋白则会通过和维生素A(又称视黄醛)结合,形成视紫质来捕获光线,将光能转化成化学能。

最常见的视紫质存在于人眼视网膜上的杆状细胞内,帮助我们在黑暗中看清物体。

为了寻找新的视紫质,研究人员收集了加利利海底的DNA样品,并对其进行测序,寻找编码感光蛋白的基因。他们把这些DNA序列在大肠杆菌中表达,并将视黄醛添加到这些大肠杆菌中。结果视黄醛由黄色变成了紫色,表明这些细菌中可能存在视紫质。

通过对DNA的进一步分析,科学家们惊讶地发现了一种全新的感光蛋白,并将其命名为“太阳视紫红质”(heliorhodopsin)。

虽然这个新发现的蛋白光转换周期比已知视紫质的周期要长的多,但是通过对不同生物DNA序列的分析,科学家们发现这个新的蛋白几乎无所不在,从细菌、藻类、古生菌,再到病毒。甚至有的人们此前并不知道能感光的细菌和其它微生物中也发现了这一蛋白家族。

科学家们表示,这项新的发现将帮助他们深入研究微生物感光的奥秘,同时也会促进光遗传学的研究。此外,随着数字化信息的飞速发展,这种新的感光蛋白还有望像DNA一样,成为一种新型的数据储存工具。

但是在进行所有这些研究之前,科学家们的当务之急是弄清这个蛋白的基本功能和原理。


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