محققان در حال طراحی یک ابزار تحقیقاتی بسیار انتخابی جدید – ScienceDaily هستند


محققان ابزاری جدید برای بررسی پروتئین های “تجدید ناپذیر” از طریق قندهایی که به آنها وابسته هستند ، ایجاد کرده اند. تقریباً 85 درصد پروتئین ها ، از جمله پروتئین های مرتبط با بیماری آلزایمر ، پارکینسون ، التهاب و برخی سرطان ها ، بیش از محدوده داروهای فعلی هستند. اکنون ، با استفاده از یک ابزار جدید مداد / پاک کن ، محققان می توانند مطالعه کنند که چگونه مولکول های قند روی این پروتئین ها تأثیر می گذارند ، دیدگاه هایی که می تواند منجر به درمان های جدید برای “غیر قابل نفوذ” شود.

شکر را “شر” ، “سمی” و “سم” می نامند. اما بدن به قندها نیز احتیاج دارد. مولکول های قند به سلول ها کمک می کند تا ویروس ها و باکتری ها را بشناسند و با آنها مقابله کنند ، پروتئین ها را از سلول به سلول دیگر منتقل کرده و از عملکرد این پروتئین ها اطمینان حاصل کنند. کم یا زیاد می تواند به تعدادی از بیماری ها کمک کند ، از جمله بیماری های تخریب عصبی مانند بیماری آلزایمر ، التهاب ، دیابت و حتی سرطان.

حدود 85 درصد پروتئین ها ، از جمله پروتئین های مرتبط با بیماری آلزایمر و پارکینسون ، فراتر از محدوده داروهای فعلی است. یک قند بحرانی و فراوان (O-GlcNAc ، بیان شده به صورت o-glick-nack) در بیش از 5000 پروتئین یافت می شود ، اغلب پروتئین هایی که “غیر دارویی” محسوب می شوند. اما اکنون محققان دانشگاه هاروارد یک مداد و پاک کن جدید بسیار انتخابی ، O-GlcNAc – ابزاری که می توانند قند را از پروتئین بدون عوارض جانبی اضافه یا از بین ببرند – طراحی کرده اند تا دقیقاً کار این قندها را بررسی کنند و در نهایت ، آنها را برای درمان های جدید مهندسی کنند. “لاعلاج”

دانیل رامیرز ، یکی از نویسندگان مقاله ، گفت: “ما هم اکنون می توانیم پروتئین های خاص را بررسی کنیم و ببینیم هنگام اضافه یا حذف قند چه اتفاقی می افتد.” زیست شناسی شیمی شیمی و داوطلب دکترای علوم زیستی و زیست پزشکی در دانشکده عالی هنر و علوم. “این امر برای بسیاری از بیماریهای مزمن مانند سرطان و دیابت و بیماری آلزایمر بسیار مهم است.”

رامیرز مداد اصلی O-GlcNAc را طراحی کرد که در سال 2011 گزارش شد زیست شناسی شیمی ACS.

همه سلول ها قندهای زیادی دارند (گلیکان نامیده می شوند) ، اما مطالعه آنها دشوار است. ابزارهای مدرن یا نمای لنزهای وسیع (همه O-GlcNAc سلول را روشن یا خاموش می کنند) یا نمای فوق العاده بزرگ شده (یک قند روی یک آمینو اسید روی یک پروتئین را روشن یا خاموش می کنند) فراهم می کنند. هیچ یک از این دیدگاه ها نمی تواند نشان دهد که مولکول های O-GlcNAc به طور کلی با پروتئین چه می کنند ، این یک دیدگاه مهم است که به محققان اجازه می دهد تا نقاط O-GlcNAc را با بیماری پیوند دهند.

کریستینا وو ، استادیار شیمی و زیست شیمی شیمی که هدایت این مطالعه را بر عهده داشت ، گفت: “با رویکرد سطح پروتئین ، ما یک بخش مهم را که از دست رفته بود پر می کنیم.” ابزار آزمایشگاه او مانند یک کاسه فرنی گلدیلاک خنک است: خیلی گسترده نیست ، خیلی خاص نیست. درست است.

یون جن ، نویسنده اول و دانشجوی دکترا ، گفت: “هنگامی که پروتئین مورد علاقه خود را پیدا کنید ، می توانید این ابزار را برای آن پروتئین استفاده کنید و مستقیماً به نتایج آن نگاه کنید.” Ge پاک کن O-GlcNAc را ساخت ، که مانند یک مداد ، از نانوساختار به عنوان وسیله ای برای هدایت پروتئین استفاده می کند. این ابزار همچنین می تواند سازگار شود. تا زمانی که یک نانو بدن برای یک پروتئین انتخاب شده وجود داشته باشد ، می توان این ابزار را اصلاح کرد تا هر پروتئینی را که یک نانوساختار خود هدف قرار دارد هدف قرار دهد.

نانو بدن یک جز key اصلی است ، اما محدودیت هایی نیز وجود دارد: اینکه آیا به پروتئین مورد نظر چسبیده باقی بماند هنوز مورد سوال است و ممکن است مولکول با چسبیدن پروتئین ، عملکرد یا ساختار آن را تغییر دهد. اگر تغییرات سلولی به طور قطعی با قند پروتئین ارتباط نداشته باشد ، این داده ها را پنهان می کند.

وو گفت ، برای غلبه بر این محدودیت های احتمالی ، تیم مداده ها و پاک کن های خود را طراحی کرده است که “از نظر کاتالیستی مرده است”. آنزیم های اخته شده در مسیر رسیدن به پروتئین هدف خود تغییرات ناخواسته ای ایجاد نخواهند کرد. و برخلاف ابزارهای قبلی که باعث تغییرات پایدار می شوند ، می توانند قندها را اضافه یا از بین ببرند. البته ، هنگامی که آنها عملکرد پروتئینی خاصی را به O-GlcNAc متصل می کنند ، می توانند با استفاده از این ابزارها دقیقاً محل اتصال این قندها و اصلاح پروتئین را پیدا کنند.

برخی از کارکنان آزمایشگاه وو در حال حاضر از مداد / پاک کن ترکیبی برای آزمایش O-GlcNAc در حیوانات زنده استفاده می کنند. به عنوان مثال ، یکی از مگس های میوه ای برای بررسی چگونگی تأثیر قند بر پروتئین مرتبط با بیماری آلزایمر استفاده می کند. شکر همچنین با پیشرفت بیماری پارکینسون در ارتباط است: رامیرز ، همکار ، می گوید: “اگر گلوکز کمتری بخورید ، پس قادر به تولید آن قند در داخل سلول نیستید.” این بدان معنی است که بدن نمی تواند قندها را به پروتئین ها متصل کند ، که این باعث ایجاد تغییرات گسترده در سلول ها می شود که بیماری را بدتر می کند. در دیابت ، قندهای اضافی باعث اختلالات جهانی مشابه می شوند. و سلولهای سرطانی تمایل دارند مقدار زیادی قند بخورند. اکنون ، با استفاده از جفت مداد / پاک کن آزمایشگاه وو ، محققان می توانند دقیقاً نحوه تأثیر این قندها بر پروتئین های مختلف را شناسایی کنند و شروع به طراحی داروها برای معکوس کردن اثرات منفی کنند.

سپس تیم قصد دارد ابزار خود را برای دستیابی به کنترل بیشتر بهبود بخشد. به عنوان مثال ، با استفاده از اپتوژنتیک ، آنها می توانند قندها را با فلش روشن یا خاموش کنند. با جایگزینی نانوذرات با مولکول های کوچک (که در طراحی داروهای سنتی استفاده می شود) ، آنها می توانند به درمان های جدید نزدیک شوند. آنها همچنین در حال طراحی تایر برای لاستیک هستند – ابزاری با کلید از بین بردن – و قصد دارند نانوموادهایی را شامل شوند که بتوانند پروتئینی را که به طور طبیعی وجود دارد هدف قرار دهند (برای این مطالعه ، آنها پروتئین هایی را برچسب گذاری کردند تا بدن نانو بتواند آنها را پیدا کند). رامیرز گفت: “ما در اصل تلاش می کنیم سیستم را طبیعی تر کنیم و به همان روش سلول کار کنیم.”

وو همچنین قصد دارد کشف کند که چگونه O-GlcNAc می تواند بر پروتئین های “غیرقابل احیا” به نام “عوامل رونویسی” که ژن ها را روشن و خاموش می کنند ، تأثیر بگذارد. اگر O-GlcNAc در این روند نقش داشته باشد ، می توان قندهایی را نیز برای مطالعه و تنظیم عملکرد ژن طراحی کرد.

رامیرز گفت: “ما واقعاً نمی دانیم که مردم بعد از در اختیار قرار دادن این ابزارها ، چه چیزی پیدا می کنند.” این ابزار ممکن است جدید باشد ، اما پتانسیل آن زیاد است: “ما اساساً یک آیفون هستیم ،” اما ما در حال کار بر روی نسل های بعدی هستیم


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>