Lysregulerte

Lysregulerte refers to processes, systems eller mekanismer hvis aktivitet eller uttrykk styres av lys. Begrepet brukes både om naturlige biologiske reguleringssystemer og om teknologiske verktøy der lys fungerer som en kontrollsignal for å skru av og på funksjoner i celler eller-organismer.

I naturen omfatter lysregulering sentrale fotoreseptorer og signalveier som lar organismer tilpasse seg lysforhold. Plantenes fotoreseptorer inkluderer phytochromer (rødt og fjernlys), cryptochromer og phototropiner, som påvirker vekst, utvikling og metabolisme. I mange mikroorganismer og i dyreceller finnes blålysreseptorer og LOV-domener som endrer aktiviteten til proteiner ved eksponering for lys. Lys kan derfor regulere transkripsjon, enzymaktivitet og cellulære prosesser som circadian rytmer, kromatinstrukturer og metabolsk flux.

Innen syntetisk biologi og optogenetikk bygges lysregulerte systemer for å få presis kontroll over genuttrykk og cellefunksjoner. Dette skjer ofte ved bruk av lysfølsomme domener som blått lys-aktiverte transkripsjonsfaktorer eller lysinduserte dimeriseringer, som lar designedeHvor om styre når og hvor sterkt et bestemt genet uttrykkes. Slike systemer kan være reversibelt og har høy tidsmessig oppløsning, noe som gir muligheter for dynamisk styring av celleprosesser i forskning og bioteknologi.

Fordeler med lysregulering inkluderer ikke-invasiv aktivering og mulighet for rom- og tidsmessig presis kontroll. Begrensninger inkluderer begrenset vevstilgang og potensial for phototoxicitet ved høyintensitt belysning, samt utfordringer knyttet til stabilitet og kontekstavhengighet i ulike celler og organismer.