charit-universitytsmedizinbelin的研究人员已经能够证明特定蛋白质如何在分子水平上将光学信号转化为细胞信息。他们的发现拓宽了我们对植物和细菌如何适应光照条件变化的理解，光照条件调节光合作用等基本过程。他们的研究发表在最新一期的《自然通讯》上。

植物色素是蛋白质，负责将光转化为细胞信息。这些光感受器存在于植物、真菌和细菌中，它们利用光来调节基本的生理过程。颜料含有称为发色团的光敏四吡咯分子，当暴露于特定波长的光时，它们会改变形状。蛋白质检测到这些变化，并实施进一步的结构重排。光引发的激活和失活途径导致光敏色素复杂的结构转化。

Charit医学物理和生物物理研究所的研究人员可以揭示正在发生的结构转变。研究人员使用X射线晶体学来确定暗适应光敏色素光感受器的3D结构，并继续将这种结构与其适应光的状态进行比较。为此，研究人员首先创造了一种晶体形式的蛋白质，然后用X射线照射它。通过蛋白质结构分析，研究人员可以计算出原子在分子中的位置。他们的工作结果显示了单个氨基酸在光诱导的这些蛋白质的激活和失活中的作用。“我们的研究提供了基本的结构数据，这将加强我们对环境信号如何传递给生物体的理解。这些都是重要的见解，特别是如果我们希望能够将光感受器用于未来的临床应用，”该研究的首席研究员Patrick Scheerer博士解释道。

一个潜在的应用将是在肿瘤学领域，其中光感受器可以用来可视化癌症组织。这种特殊的应用将基于它们吸收和发射可见光谱的红色和近红外区域的光的能力。鉴于近红外光在人体组织中更大的穿透深度，植物色素可以用于以非侵入和无副作用的方式显现更深的组织细胞。光感受器也可以被证明适合作为光控制工具，并可用于在分子水平上治疗遗传疾病。为了进一步探索这些潜在的应用，Scheerer博士和他的团队希望利用未来的研究来更好地了解光敏色素荧光(这些光感受器的另一个特征)，