Denken Sie an den menschlichen Körper als eine komplizierte Maschine, deren Arbeitsteile sind Proteine : Moleküle, die Form zu ändern , unsere Organe und Gewebe zu ermöglichen, Aufgaben wie das Atmen oder Essen oder Denken durchzuführen.
Von den Millionen von Proteinen , 500 in der Kinase-Familie sind besonders wichtig , um Wirkstoffforschung . Kinasen sind Boten : Sie liefern Signale, die zu regulieren und zu orchestrieren die Aktionen von anderen Proteinen . Proper -Kinase-Aktivität behält Gesundheit. Unregelmäßige Aktivität auf Krebs und anderen Krankheiten in Verbindung gebracht . Aus diesem Grund suchen viele Medikamente entweder verstärkt oder Kinase-Aktivität zu unterdrücken.
Jetzt Stanford bioengineers haben einen Weg gefunden , zu beobachten und zu berichten über das Verhalten dieser Signalproteine wie sie über ihre wichtige Arbeit in lebenden Zellen gehen erfunden .
"Wir sind in der Lage, mehrere Kinasen funktioniert in lebenden Zellen zu beobachten , das ist etwas, niemand je gesehen hat ", sagte Markus Covert , ein Assistent Professor für Bioengineering an der Stanford und führen Autor der ein Papier in der Zeitschrift Cell veröffentlicht .
" Krebs kann auftreten, wenn eine Kinase unangemessen erzählt eine Zelle zu" wachsen , wachsen, wachsen " , " Covert festgestellt. " Das Gegenteil kann auch wahr sein , wenn eine Zelle erreicht , was sollte das Ende ihrer normalen Lebensdauer sein, aber die Kinase sagt nie " sterben, sterben, sterben ' . "
Mit Hilfe der neuen Technik konnten die Forscher beobachten und vergleichen Kinase-Aktivität in gesunden gegenüber kranken Zellen - dann präsentieren ein experimentelles Medikament , um zu sehen , wie die vorgeschlagene Abhilfemaßnahme wirkt sich auf die lebende Zelle .
Zuvor würde Forscher mussten eine Zellprobe zu pulverisieren , extrahieren Sie die entsprechenden Kinase und messen ihren Ebenen. Wenn sie entwickelt ein Medikament zur Behandlung der Bedingung , müssten sie , um die experimentellen Heilmittel zu einem anderen Zellkultur zu verwalten , dann pulverisieren diese Probe und sichten die Daten auf Kinaseaktivität .
Die neue Technik ermöglicht es Forschern der Stanford , um die Aktivitäten von mehreren in lebenden Zellen zu lesen , und wenn sie ein experimentelles Medikament zu verabreichen, um die Änderungen , die in der gleichen Zellprobe führen beobachten
Covert glaubt, dieser Prozess wird die Entwicklung neuer Medikamente bei Krebs und anderen Bedingungen geknüpft , um Unregelmäßigkeiten Kinase Zielgeschwindigkeit . Mehr als zwei Dutzend solcher Medikamente sind auf dem Markt oder in Entwicklung heute von Unternehmen wie Genentech, Amgen, Novartis, Roche und Takeda .
Erstellen eines Peilsender
Sergi Regot , ein Postdoc-Stipendiat in Covert Labor , verbrachte mehr als ein Jahr der Entwicklung und Verfeinerung der Prozess, der er als der erste Autor des Zell Papier skizziert.
Alles beginnt mit einer begrifflichen Verständnis, wie Kinase Messenger Proteine übertragen Signale .
Protein -Signalisierung ist eine komplexe Kaskade von physikalischen Ereignissen in einer Zelle . Das Protein selbst ist eine lange Kette von Atomen . Verschiedene Gruppen von Atomen in der Kette unterschiedliche Funktionen . Einige Atome dienen als Antenne oder Empfänger , die die Kinase zu einer bestimmten Stelle leitet . Upon an seinem Ziel ankommen , liefert der Kinase ihre Botschaft , Anweisen des Proteins , um etwas in der Zelle zu tun.
So dass die Kinase im wesentlichen aus zwei Teilen: Ein Teil findet die Adresse innerhalb der Zelle , und der andere Teil sendet die Nachricht .
Um die Aktivität dieses Signalsystems in lebenden Zellen zu verfolgen , kam Regot auf die Idee der Schaffung einer gefälschten Ziel für die Kinase. Er nannte diese Köder ein Kinase Translokation Reporter ( KTR ) . Er markiert das KTRS mit einem fluoreszierenden Protein , damit er ihre Positionen innerhalb der Zelle mit speziellen Werkzeugen Mikroskopie aufspüren. Er fügte hinzu, ein weiterer entscheidender Faktor , um die KTR : ein molekularer Schalter, angezeigt , ob die Kinase aktiv oder inaktiv war .
" All das war einfacher Gedanke als erreicht , aber am Ende haben wir es ", sagte Regot .
Durch die Verfolgung der Intensität der Fluoreszenz KTRS die bioengineers konnte sagen, ob Kinase aktiv oder inaktiv war . Kinasen sind wichtige Regulatoren der Zellaktivität . Die Stanford -Technik ermöglicht es den Forschern , um zu sehen , wie bestimmte Ebenen der Kinase-Aktivität entweder die Gesundheit zu fördern oder Trigger -Krankheit in einer lebenden Zelle .
Covert -Team verbrachte mehr als ein Jahr Arbeit an der Technik . Bisher haben sie erfolgreich angewendet die KTR Ansatz zu fünf Kinasen , und sie glauben, dass KTR -Technologie auch auf andere Kinasen ausgedehnt werden , um es ein weit verbreitet und nützliches Werkzeug in der Wirkstoffforschung zu machen.
" Stellen Sie sich vor , Sie wollten ein neues Medikament zu entdecken, " Covert sagte . "Du könntest KTRS in eine Zellkultur werfen und beobachten Kinase-Aktivität unter verschiedenen Bedingungen. "