Controlling protein activity by ultrasound
| Promotie: | Dhr. Y. (Yu) Zhou |
| Wanneer: | 07 maart 2023 |
| Aanvang: | 11:00 |
| Promotor: | prof. dr. A. Herrmann |
| Copromotor: | dr. P. (Patrick) van Rijn |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Beïnvloeden van eiwitfunctie met behulp van ultrageluid
Ultrageluid is in staat om op afstand eiwitactiviteit in levende organismen te regelen met een hoge nauwkeurigheid in plaats en tijd. Sommige andere externe stimuli kunnen dit ook, bijvoorbeeld licht en magnetische velden, maar die hebben meer beperkingen. Zo heeft dringt de meest onderzochte lichtfrequentie niet ver door in weefsels, en daarnaast is er het risico op beschadigingen van weefsel door het licht. Ultrasoon geluid kan daarentegen diep doordringen in weefsels, zelfs door de schedel heen, en wordt al op grote schaal gebruikt voor klinische beeldvorming en behandeling.
De controle op afstand van eiwitfuncties en de cellulaire activiteit door ultrasoon geluid vormt een veelbelovend nieuw studiegebied, de sonogenetica. Het bestaande onderzoek naar sonogenetica is echter hoofdzakelijk gebaseerd op de kanaaleiwitten die gevoelig zijn voor mechanische prikkels. Er is veel minder onderzoek gedaan naar de mogelijkheid om de activiteit van niet-kanaaleiwitten te controleren via ultrageluid. Geïnspireerd door de principes uit de polymeermechanochemie, waarmee de eigenschappen van het polymeren op moleculair niveau zijn te regelen via ultrageluid, dat zorgt voor plaatsspecifieke herschikking of bindingsbreuk in de polymeren, heeft Yu Zhou onderzocht hoe de activiteit van niet-kanaalseiwitten met behulp van ultrasoon geluid is te controleren via twee strategieën: 1) het invoegen van een supergeladen elastine-achtig polypeptidedomein in de eiwitstructuur om de gevoeligheid ervan voor ultrasoon geluid te vergroten; 2) het beladen van trombine in een door rolcyclus replicatie gesynthetiseerde DNA-gel, die trombine kan vrijgeven onder biomedische gefocusseerde-ultrasone toepassingen als een trigger om de splitsing van inteïne te initiëren.
Yu Zhou verrichtte zijn promotieonderzoek bij de afdeling Polymer Chemistry and Bioengineering van het Zernike Institute for Advanced Materials met financiering via de Chinese Scholarship Council. Hij werkt nu als postdoc aan Aalto University (Finland).