Wnt се активира от рецептори на клетъчната повърхност, които предизвикват каскада от реакции в клетката. Твърде много или твърде малко сигнали могат да бъдат катастрофални, което прави много трудно изследването на този път с помощта на стандартни техники, които стимулират рецепторите на клетъчната повърхност.

По време на ембрионалното развитие Wnt регулира развитието на много органи, като главата, гръбначния мозък и очите. Той също така поддържа стволови клетки в много тъкани при възрастни: Въпреки че недостатъчното Wnt сигнализиране може да причини неуспешно възстановяване на тъканите, това може да доведе до повишено Wnt сигнализиране при рак.

Трудно е да се постигне необходимия баланс чрез стандартни методи за регулиране на тези пътища, като химическа стимулация. За да решат този проблем, изследователите проектираха рецепторния протеин да реагира на синя светлина. По този начин те могат да настроят фино нивото на Wnt, като регулират интензитета и продължителността на светлината.

„Светлината като стратегия за лечение се използва във фотодинамичната терапия, която има предимствата на биосъвместимост и липса на остатъчен ефект в експонираната зона. Повечето фотодинамични терапии обаче обикновено използват светлина за производство на високоенергийни химикали, като реактивни кислородни видове. Без разграничавайки нормалните тъкани от болните тъкани, целевата терапия става невъзможна", каза Джан: "В нашата работа ние показахме, че синята светлина може да активира сигнални пътища в различни отделения на жабешки ембриони. облекчи предизвикателството на нецелевата токсичност."

Изследователите демонстрираха своята технология и провериха нейната регулируемост и чувствителност чрез насърчаване на развитието на гръбначния мозък и главата на жабешки ембриони. Те предположиха, че тяхната технология може да бъде приложена и към други мембранно свързани рецептори, които са се оказали трудни за насочване, както и други животни, които споделят пътя на Wnt, за да разберат по-добре как тези пътища регулират развитието и какво се случва, когато свършат.

„Докато продължаваме да разширяваме нашата светлочувствителна система, за да покрием други основни сигнални пътища за ембрионално развитие, ние ще предоставим на общността по биология на развитието набор от ценни инструменти, които могат да им помогнат да определят резултатите от сигнала зад много процеси на развитие“, каза Янг .

Изследователите също така се надяват, че базираната на светлина технология, която използват за изследване на Wnt, може да освети възстановяването на тъканите и изследването на рака в човешките тъкани.

„Тъй като ракът обикновено включва свръхактивирани сигнали, ние предвиждаме, че светлочувствителните Wnt активатори могат да се използват за изследване на прогресията на рака в живи клетки“, каза Джан. „В комбинация с изображения на живи клетки ще можем да определим количествено какво може да трансформира нормалните клетки в ракови клетки. Прагът на сигнала предоставя основните данни за разработването на целеви специфични лечения в прецизната медицина в бъдеще.“