In unserer Arbeit wollen wir zelluläre Prozesse in künstlichen zellähnlichen Modellen reproduzieren, die die genaue Lokalisierung von Proteinen an einer bestimmten Stelle zu einem bestimmten Zeitpunkt erfordern. Hier zeigen wir beispielhaft die Bildung dynamischer Proteinmuster auf Modelllipidmembranen mit hoher Präzision und hoher räumlicher zeitlicher Kontrolle unter Verwendung von photoschaltbaren Proteinen und sichtbarem Licht. Eine der aktuellen experimentellen Herausforderungen besteht darin, dynamische Proteinmuster auf Modelllipidmembranen zu reproduzieren.

Hier gilt es, diese Proteinmuster schnell und reversibel mit hoher Präzision biokompatibel und nicht-invasiv zu manipulieren. Wir verwenden photoschaltbare Proteine, um Proteine von Interesse auf gestützten Lipiddoppelschichten und riesigen unilamellären Vesikeln zu rekrutieren und zu strukturieren. Wir erreichen eine schnelle und lokalisierte Proteinrekrutierung, und die Proteinstrukturierung ist im Dunkeln vollständig reversibel und kann mehrmals wiederholt werden.

In unserem Protokoll verwenden wir sichtbares Licht, um Proteinmuster zu bilden. Licht ist ein attraktiver Auslöser zur Steuerung von Wechselwirkungen mit hoher raumzeitlicher Auflösung und Abstimmbarkeit. Licht ist auch nicht invasiv und schädigt die Biomoleküle nicht.