Mechanismus der Enzymrhodopsin-Aktivierung (MERA)

Channelrhodopsin, als lichtgesteuerter Ionenkanal beschrieben, hat in den letzten zehn Jahren das Gebiet der Neurowissenschaften revolutioniert, indem es Forschern ermöglichte, ausgewählte Neuronen in einem großen Ensemble von Nervenzellen mit kurzen Lichtblitzen gezielt zu aktivieren – eine Technologie, die wir heute „Optogenetik“ nennen. Leider ist jedoch die Deaktivierung spezifischer Zellen mit moderaten oder niedrigen Lichtintensitäten noch nicht möglich. Die kürzlich entdeckte Rhodopsin-Ganylyl-Zyklase (RhGC) des Pilzes Blastocladiella emersonii bietet eine elegante Lösung für dieses Problem. Darüber hinaus ist RhGC ein völlig neuartiger und uncharakterisierter sensorischer Photorezeptor, welcher dringend einer eingehenden Charakterisierung bedarf. Dementsprechend ist es das Ziel dieses Forschungsprojektes „Mechanismus der Enzym-Rhodopsin-Aktivierung“ (MERA), ein umfassendes Verständnis dieses neuartigen Photorezeptors zu erhalten und seine Funktionalität für eine breite Anwendung in der Optogenetik und anderen Forschungsbereichen zu bestimmen.
Das Endergebnis strebt ein detailliertes Verständnis einer neuartigen Klasse von sensorischen Photorezeptoren einschließlich der Kenntnis der Rhodopsin-Dynamik und des Mechanismus der Zyklase-Aktivierung an. Somit wird das MERA-Projekt neue Türen für eine lichtgesteuerte Enzymologie mit breiter optogenetischer Anwendung in der Zellbiologie und den Neurowissenschaften öffnen.