شکستن کد تغییر پروتئین – ScienceDaily

[ad_1]

پروتئین سیستم ایمنی بدن با تغییر شکل ، XCL1 نامیده می شود ، صدها میلیون سال پیش از یک جدای یکنواخت تکامل یافته است. اکنون محققان کالج پزشکی ویسکانسین (MCW) اساس مولکولی چگونگی وقوع آن را کشف کرده اند. در این فرآیند ، آنها اصولی را کشف کردند که دانشمندان می توانند برای طراحی ترانسفورماتورهای مقیاس نانو که به عنوان حسگرهای زیستی ، اجزای ماشین های مولکولی و حتی عوامل درمانی استفاده می شوند ، استفاده کنند. یافته ها امروز در علوم پایه. نویسندگان اصلی و ارشد این نسخه ، به ترتیب محققان MCW ، اقاقیا دیشمن ، MD و دکتر برایان واکمن ، استاد بیوشیمی هستند.

از سوئیچ های مولکولی می توان برای تشخیص سرطان ، ساخت ماشین آلات در مقیاس نانو و حتی ساخت رایانه های سلولی استفاده کرد. با این حال ، بسیاری از کلیدهای مولکولی موجود در حال حاضر برای روشن و خاموش کردن تخریب سلول به رونویسی و ترجمه اعتماد می کنند ، به این معنی که آنها به آرامی و گاهی غیرقابل برگشت عمل می کنند. روشن کردن آنها مانند رانندگی به فروشگاه ، خرید لامپ ، رفتن به خانه و پیچاندن آن است. و خاموش کردن آنها مانند انتظار برای سوختن لامپ است. بنابراین ، تلاش های تحقیقاتی در این زمینه به توسعه کلیدهای مولکولی اختصاص دارد که بیشتر شبیه خاموش ، روشن و خاموش کردن سوئیچ نور است. یکی از راه های ساخت چنین سوئیچ هایی استفاده از پروتئین های دگرگونی است: پروتئین هایی که حتی در شرایط فیزیولوژیکی یکسان می توانند بیش از یک شکل سه بعدی متفاوت داشته باشند. اما تا کنون ، تعیین گردش کار برای طراحی آگاهانه پروتئین های دگرگونی که می توانند به عنوان ترانسفورماتورهای مقیاس نانو برای انجام عملکردهای خاص پزشکی استفاده شوند ، دشوار بوده است.

دیشمن و همکارانش از طبیعت الهام گرفتند تا اصول مولکولی لازم برای ایجاد پروتئین هایی را که می توانند یکی از دو شکل پایدار را در تعادل به خود بگیرند ، درک کنند. آنها در حال بررسی تکامل پروتئین دگرگونی طبیعی به نام XCL1 هستند که دو عملکرد مهم و متفاوت را در سیستم ایمنی بدن انسان انجام می دهد. یک ترکیب در از بین بردن مستقیم مهاجمان مانند ویروس ها و باکتری ها نقش دارد ، در حالی که دیگری سلول های دندریتیک را جذب می کند تا آنتی ژن های خارجی را تشخیص داده و سلول ها مانند سلول های سرطانی را با ارائه آنها از بین ببرد. با نگاهی به زمان تکاملی ، تیم MCW دریافتند که XCL1 از یک پروتئین تک ساختاری باستان تکامل یافته است. سپس ، حدود 200 میلیون سال پیش ، XCL1 قدرت تغییر شکل را پیدا کرد. با تنظیم مجدد لحظه دقیق تاریخی که پروتئین شروع به جابجایی بین دو شکل می کند ، محققان قادر به رمزگشایی کد مولکولی بودند که به اجداد مولکولی پروتئین انسانی XCL1 امکان تبدیل به ترانسفورماتور را می دهد. در شکستن این کد ، دیشمن ، و دیگران. “راهنمای دستورالعمل” پروتئینهای دگرگونی مهندسی شده را بیان کرده اند. این اصول باید در کاربردهای مختلفی از توسعه حسگرهای زیستی گرفته تا ساخت ماشین آلات در مقیاس نانو مفید باشد. اکنون ممکن است به عنوان مثال ، طراحی بیوت ریز میکروسکوپی متشکل از یک پروتئین ترانسفورماتور که به عنوان یک وسیله انتقال دارو عمل می کند ، امکان پذیر باشد: در یک ترکیب موجود در گردش خون ، محموله داروهای کشنده سرطان در بستر باریک باقی مانده است. هنگام نزدیک شدن به تومور ، سیگنالهای سلولهای سرطانی پروتئین دگرگونی را به ساختار دیگر آن تغییر می دهند ، و دارو را درست در محل تومور آزاد می کنند و از آسیب بافتی طبیعی که می تواند بیماران سرطانی را بیمار کند جلوگیری می کند.

دیشمن ، دانشجوی سال چهارم در برنامه آموزش پزشك MCW ، گفت: “من افتخار كردم كه در این پروژه كار كردم.” “یافته های ما برخی از باورهای غلط طولانی مدت راجع به پروتئین های تغییر زمان و نقش آنها در زیست شناسی تکاملی را از بین می برد. این نتایج نشان می دهد که ممکن است پروتئین های تغییر شکل در جهان بیش از آنچه که ما انتظار داشتیم وجود داشته باشد. این پروژه در آزمایشگاه است. برای تقریباً یک دهه حل کردن برخی از س difficultالات دشوار در مورد تکامل XCL1 جایزه دارد. برایان به من این آزادی را داده است که ایده هایی را که فکر می کردم جالب بوده اند دنبال کنم و داستان را به روشی بیان کنم که هنجارها را در حوزه ما به چالش بکشد ، و من از این بابت سپاسگزارم. “خوشحالم که این یافته ها در جامعه علمی گسترده تری منتشر می شود و امیدوارم که بتوانیم به توسعه فن آوری هایی ادامه دهیم که این مفاهیم را مستقیماً در مورد بیماران بکار گیرند.”

Volkman ، نویسنده ارشد و مدیر برنامه زیست شیمیایی MCW ، اقاقیا را اضافه می کند علوم پایه کاغذ اوج کار چندین ساله است. این دستاورد بزرگ وی برای اشاره به اینکه افراد با استعداد دیگری مقدمات را ایجاد کرده اند کم نمی کند و من از همه آنها سپاسگزارم ، به ویژه راب تایلر ، که تحقیق در مورد پروتئین های اجدادی XCL1 را آغاز کرد. من با اقاقیا موافقم که گزارش وی به احتمال زیاد به یک نقطه عطف مهم در تحقیقات پروتئین دگرگونی تبدیل خواهد شد. کارهای او نشان می دهد که سوئیچینگ تاشو یک اتفاق بیولوژیکی نیست ، بلکه ویژگی است که می تواند در مقیاس زمانی تکاملی حفظ و بهینه شود. من انتظار دارم مقاله او دیدگاه دیگری داشته باشد كه پروتئینهای دگرگونی فقط به عنوان مراحل موقت و متوسط ​​در ظهور ساختارهای پروتئینی جدید بوجود می آیند. “

تاریخچه تاریخ:

مواد تهیه شده توسط کالج پزشکی ویسکانسین. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.

[ad_2]

منبع: unbox-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>