Eine Phytochrom‐Sensordomäne ermöglicht eine Rezeptoraktivierung durch rotes Licht

Optogenetik und Photopharmakologie ermöglichen eine lichtgesteuerte räumliche und zeitliche Manipulation von Prozessen in Zellen und in Tiermodellen. Obwohl rotes Licht durch minimale Toxizität und gute Gewebedurchdringung überzeugt, sind nur wenige für rotes Licht empfindliche optogenetische Hilfsmittel bekannt. Wir haben eine neue, durch rotes Licht aktivierte Homodimerisierungsdomäne in Form der Sensordomäne des cyanobakteriellen Phytochroms 1 entwickelt, die robust und ohne Zytotoxizität in menschlichen Zellen exprimiert werden kann. Mithilfe dieser Domäne induzierten wir die Dimerisierung und Aktivierung von zwei Rezeptor‐Tyrosinkinasen, dem Fibroblasten‐Wachstumsfaktor Rezeptor 1 und dem Neurotrophinrezeptor trkB. Auf diese Weise waren wir in der Lage, den MAPK/ERK‐Signalweg durch Gewebe hindurch zu aktivieren und mehrfarbige Signaltransduktionsexperimente durchzuführen. Die Homodimerisierung von Proteinen und die Aktivierung von Rezeptor‐Tyrosinkinasen auf Basis von rotem Licht sind vielseitige Erweiterungen des optogenetischen Repertoires.