A membrana plasmática serve como um centro principal para cascatas de sinal para controlar processos celulares cruciais. Mas é um meio fluido, o que torna os processos de sinalização difíceis de monitorar. Agora, Cientistas alemães desenvolveram uma técnica de "pincel" molecular para acionar, ao controle, e também monitorar processos de sinalização. Enquanto eles escrevem no diário Angewandte Chemie , seu sistema modular feito de blocos de construção moleculares ativáveis ​​por luz pode, por exemplo, induz a contração padronizada dentro das células vivas.

A membrana plasmática é uma barreira lipídica rígida que envolve a célula. As proteínas da membrana controlam o influxo e efluxo de água, íons, proteínas, e outros compostos. Os sinais extracelulares são transduzidos por receptores através da membrana para desencadear processos intracelulares como movimento ou diferenciação celular. A visualização de tais eventos em nível molecular ainda é um grande desafio, principalmente por causa da rápida difusão dos receptores de proteínas na membrana plasmática. Portanto, os grupos de Leif Dehmelt no Instituto Max Planck de Fisiologia Molecular e Yaowen Wu no Centro de Genômica Química da Sociedade Max Planck, Alemanha, desenvolveram uma nova tecnologia denominada "Pintura de Atividade Molecular" (MAP), que combina imobilização e ativação controlada por luz:Os receptores artificiais firmemente ancorados no substrato celular são fornecidos com um sistema molecular modular projetado. Um pulso de luz ativa os blocos de construção modulares, que pode desencadear cascatas de sinal localizadas, eventualmente levando a movimentos do citoesqueleto. Essa tecnologia torna a resposta celular visível como uma pincelada na membrana.

O núcleo da tecnologia MAP é uma molécula multicomponente solúvel montada a partir de quatro partes funcionais:uma porção cloroalquil, um ligante polimérico (PEG), um grupo molecular denominado trimetroprima ou TMP, e um grupo sensível à luz chamado Nvoc. Este "dimerizador químico enjaulado", como é chamado, pode cumprir várias tarefas:Por meio de sua porção cloroalquila, ele se liga a um receptor artificial, que é firmemente ancorado e imobilizado no substrato celular. O grupo Nvoc pode ser removido ("desencadeado") por um único pulso de luz. A porção TMP não encadeada é então direcionada por um fator projetado para induzir uma cascata de sinal na célula. Todo o sistema visa um propósito:controle e visualização da função molecular em células vivas.

Usando esta tecnologia, os cientistas induziram uma contração de actomiosina padronizada dentro de uma célula viva de um mamífero. Ou, mais exatamente, eles "pintaram" a letra "N" na membrana plasmática de uma célula viva. "'Molecular Activity Painting' [...] permite a mudança, perturbações padronizadas de redes regulatórias com precisão micrométrica, "propõem os cientistas.