Optochemische Steuerung biologischer Vorgänge in Zellen und Tieren

Die Regulation biologischer Vorgänge in der Natur unterliegt einer strengen räumlichen und zeitlichen Steuerung; eines der offensichtlichsten Beispiele ist die Embryogenese bei Metazoen. Zahlreiche chemische Werkzeuge wurden in der Zell‐ und Entwicklungsbiologie zur Untersuchung zellulärer Prozesse genutzt. Durch regelbare Steuerungsmethoden wurden die Anwendungsmöglichkeiten dieser Verfahren auch auf komplexe biologische Fragestellungen ausgeweitet. Licht eignet sich ausgezeichnet als externer Impuls, denn es kann mit sehr hoher räumlicher und zeitlicher Genauigkeit eingesetzt werden. Dazu wurden verschiedene optisch regulierte Werkzeuge entwickelt und auf lebende Systeme angewendet. In diesem Aufsatz diskutieren wir die aktuellen Entwicklungen optochemischer Werkzeuge, darunter niedermolekulare Verbindungen, Peptide, Proteine und Nukleinsäuren, die durch Lichteinstrahlung irreversibel oder reversibel kontrolliert werden können, insbesondere für Anwendungen in Zellen und in Tieren.