生物医学研究所（IRB;西班牙巴塞罗那）和加泰罗尼亚生物工程研究所（IBEC;也在巴塞罗那）的研究人员已经开发了光控开关分子，以远程和无创方式控制蛋白质 - 蛋白质相互作用 。 这些分子将成为开发光敏药物的原型，其效果将局限于特定区域和时间，从而减少对其他区域的副作用。


        IRB实验室肽的设计，合成和结构的Ernest Giralt博士领导着这项工作，合成了两种多肽（小蛋白质），这些多肽在受光照时会改变形状，从而允许或阻止特定的蛋白质 - 蛋白质相互作用。 这两种蛋白质的结合是细胞内吞作用所必需的，细胞可以让分子穿过细胞膜进入细胞。

        “光敏肽的作用类似于红绿灯，可以制成绿光或红光供细胞内吞。 他们是细胞生物学的强大工具，“Giralt解释道。 “这些分子使我们能够像魔术棒一样使用聚焦光来控制生物过程并对其进行研究，”IBEC的物理学家Pau Gorostiza，ICREA教授和纳米探针和纳米开关实验室负责人。
Researchers at IRB Barcelona and IBEC have designed the first peptides regulated by light to modulate biological processes
IRB巴塞罗那和IBEC的研究人员设计了第一个受光调控的肽来调节生物过程。 （ 图片由Laura Nevola提供 ）

研究人员可以看到这些分子立即适用于研究，例如癌细胞的体外胞吞作用，这将允许选择性抑制这些细胞的增殖。 此外，他们还允许研究发育生物学，在这些细胞需要内吞作用来改变形状和功能 - 这些过程是以极高的空间和时间精度进行协调的。 在这种情况下，光敏肽将允许通过光图案来操纵多细胞生物体的复杂发育。 “鉴于结果，我们现在正在努力设计一个通用配方，设计可光切换的抑制肽，可用于通过应用光来操纵细胞内的其他蛋白质 - 蛋白质相互作用。”他们解释说。

Giralt说：“这一首次突破将使我们能够为化学医疗应用生成相同种类的多肽。” 在加利福尼亚大学伯克利分校花了五年时间专门研究这个领域后，Gorostiza博士就提出了通过使用光来操纵生物学和药理学过程的想法。 ERC启动资助项目OpticalBullet和ERC概念验证协调员Theralight均与Giralt实验室合作，解释说：“我们可以期待的最直接的治疗应用是影响浅表组织的疾病，如皮肤，视网膜和最外部的粘膜。“

通过光的生物学过程的修改导致了生物学和医学的尖端工具的开发，并开辟了新的研究领域，如opopharmacology和optogenetics。 药物与控制光线的外部设备的结合可能有助于个性化医疗的发展，其中治疗可以适用于每位患者，限制了治疗区域的时间，从而显着地减少了不需要的影响。

为了努力开发光敏药物，我们必须增强化合物的光化学反应，并能够在可见光波长下刺激它们。 “用紫外线进行的长时间照射对细胞是有毒的，因此是一个明显的限制，并且具有很小的组织穿透能力，”Giralt解释为例。 此外，需要改进化合物的光转换性能，以及在黑暗中的稳定性，以便能够“根据需求进行设计，使其在光线照射停止时迅速放松或者”请记住'接受光照刺激数小时或数天，'Gorostiza补充道。