La membrana plasmática sirve como un centro importante para las cascadas de señales para controlar procesos celulares cruciales. Pero es un medio fluido, lo que dificulta el seguimiento de los procesos de señalización. Ahora, Los científicos alemanes han diseñado una técnica de "pincel" molecular para activar, control, y también monitorear los procesos de señalización. Mientras escriben en el diario Angewandte Chemie , su sistema modular hecho de bloques de construcción moleculares activables por luz puede, por ejemplo, inducir una contracción modelada dentro de las células vivas.

La membrana plasmática es una barrera lipídica ajustada que rodea la célula. Las proteínas de membrana controlan la entrada y salida de agua, iones, proteínas, y otros compuestos. Las señales extracelulares son transducidas por receptores a través de la membrana para desencadenar procesos intracelulares como el movimiento o la diferenciación celular. La visualización de tales eventos a nivel molecular sigue siendo un gran desafío, principalmente debido a la rápida difusión de los receptores de proteínas en la membrana plasmática. Por lo tanto, los grupos de Leif Dehmelt en el Instituto Max Planck de Fisiología Molecular y Yaowen Wu en el Centro de Genómica Química de la Sociedad Max Planck, Alemania, han desarrollado una nueva tecnología denominada "Pintura de actividad molecular" (MAP), que combina inmovilización y activación controlada por luz:los receptores artificiales firmemente anclados en el sustrato celular están equipados con un sistema molecular modular diseñado. Un pulso de luz activa los bloques de construcción modulares, que puede desencadenar cascadas de señales localizadas que eventualmente conducen a movimientos del citoesqueleto. Esta tecnología hace que la respuesta celular sea visible como un golpe de cepillo en la membrana.

El núcleo de la tecnología MAP es una molécula multicomponente soluble ensamblada a partir de cuatro partes funcionales:un resto cloroalquilo, un enlazador polimérico (PEG), un grupo molecular llamado trimetroprim o TMP, y un grupo sensible a la luz llamado Nvoc. Este "dimerizador químico enjaulado", como se le llama, puede cumplir varias tareas:a través de su resto cloroalquilo, se une a un receptor artificial, que está firmemente anclado e inmovilizado sobre el sustrato celular. El grupo Nvoc se puede eliminar ("desencajar") con un solo pulso de luz. El resto de TMP no enjaulado es dirigido luego por un factor diseñado para inducir una cascada de señales en la célula. Todo el sistema tiene un propósito:el control y la visualización de la función molecular en las células vivas.

Usando esta tecnología, los científicos indujeron una contracción de actomiosina modelada dentro de una célula de mamífero viva. O, más exactamente, ellos "pintaron" la letra "N" en la membrana plasmática de una célula viva. "'Molecular Activity Painting' [...] permite cambiar como un interruptor, perturbaciones modeladas de redes reguladoras con precisión micrométrica, "proponen los científicos.