Zukunft für Nanokörpern als alternative Forschungswerkzeuge , um Antikörper sieht hell
Wenn Forscher eingeführt Nano sie Zellen entwickelt, um eine markierte Version eines Proteins als Tubulin (rot) bekannte Skelettfasernexprimieren , verriegelt die Nanokörper auf .
Bildquelle : Der Rockefeller University
Wissenschaftler nutzen Antikörper als Basiswerkzeuge in menschlichen und tierischen Gesundheit Bereichen wie Forschung, Diagnostik und Behandlung Entwicklung. Zum Beispiel, um zu verstehen, wie normale Zellen arbeiten und wie sie von erkrankten Zellen unterscheiden , könnten Forscher Antikörper verwenden, um Ziel und Identifizierung bestimmter Proteine, die in den Zellen zu bestimmten Entwicklungsstadien befinden .
Mit den Ergebnissen dieser Prüfung , können sie dann bauen ein Modell, wie die Zelle funktioniert und was passiert, wenn sie krank wird . Dies ist wertvolle Informationen für die Entwicklung und Erprobung neuer Behandlungen für die Krankheit.
Nanobodies - die erste vor einigen Jahren entdeckt wurden, in den einzigartigen Antikörper der Kamele und Lamas - bieten eine spannende Alternative zu Antikörpern als biomedizinische Instrumente , weil sie viel kleiner, und zeigen eine höhere Affinität zu ihren molekularen Ziele . Nanobodies haben etwa ein Zehntel des Gewichts der Antikörper und sie stabil und leicht zu handhaben sind .
Jedoch ist es nicht einfach, Repertoires Nano ausreichend hoher Affinität an spezifische Ziele erkennen - und so viele Forscher weiterhin Antikörper verwenden - aktuelle Methoden zu zeitaufwendig und schwierig erwiesen.
Nun, das könnte sich ändern , dank einer neuen Technik, die in Nature Methods veröffentlicht und von der Rockefeller University in New York, NY führte , als Co-Autor Michael Rout, Professor und Leiter der Rockefellers Labor für Zell- und Strukturbiologie , erklärt:
" Nanobodies haben ein enormes Potenzial als vielseitige und leicht zugängliche Alternativen zu konventionellen Antikörpern , aber leider aktuellen Techniken stellen ein Engpass auf die Nachfrage nach ihnen . Wir hoffen, dass unser System wird hochaffinen Nano mehr zur Verfügung und eröffnen viele neue Anwendungsmöglichkeiten für sie. "
Team isoliert Nanokörper aus hochaffinen Antikörpern in Lamas hergestellt
Erstens, das Team machte Antikörper mit hoher Affinität - die hoch abgestimmt ist, um genau auf die molekulare Targets zu binden - und ziel sie zwei fluoreszierenden Proteinen zu finden : GFP und mCherry . Biologen verwenden diese fluoreszierende Proteine , um die Aktivität in den Zellen sichtbar zu machen.
Wie herkömmliche Weise zur Herstellung von Antikörpern verwendet ihre Technik Tiere auf den ersten. In diesem Fall begann das Team Lamas, die bekannt sind , um Antikörper , die leicht modifiziert werden , um Nano zu machen. Sie immunisiert die Lamas mit den beiden Proteinen , damit ihr Immunsystem leicht hergestellt die gewünschten Antikörper.
Der nächste Schritt war von entscheidender Bedeutung bei der Beschleunigung der Produktion von Nanokörpern : wie man schnell zu sequenzieren den genetischen Code der hochaffinen Antikörper - diejenigen, die die größte Fähigkeit zu finden und an die Proteine binden musste .
Es ist leicht Ingenieur Bakterien in Serie zu produzieren , die Nanobodies
Co-Autor Brian Chait , Professor und Leiter der Rockefellers Labor für Massenspektrometrie und gasförmige Ionen Chemie, sagt :
"Bisher erhalten diese hochaffinen Sequenzen so etwas wie eine heilige Gral gewesen . Sobald diese Sequenzen erhalten werden, ist es einfach , um Bakterien zu konstruieren Massen produzieren Antikörper . "
Das Team begann , indem Sequenzdatenbanken von RNA sie in den antikörperbildenden Zellen der immunisierten Lamas " Knochenmark . Dann, mit Blutproben von den gleichen Lamas, die am engsten an die Zielproteine gebundenen Antikörper ausgewählt und sie chemisch schneiden Sie sie in kleinere Abschnitte . Zur Herstellung der Nanobodies , behielten sie nur diejenigen Abschnitte der Antikörper , die fest an die Proteine gebunden waren .
Mit Hilfe der Massenspektrometrie und einen Computer -Algorithmus sie " Lama Magie", bestimmt das Team dann die Teilaminosäuresequenzen der Bausteine der Nanokörper und abgestimmt auf höchstem Affinität diejenigen mit den ursprünglichen RNA-Sequenzen die sie in den Antikörper-produzierenden Zellen gefunden .
Sie dann verwendet werden , die Antikörper- Zell-RNA -Sequenzen, die Sequenzen der hochaffinen Nanokörper abgestimmt , um Bakterien zu konstruieren Massen produzieren die Nanokörper .
Neue Technik erzeugt viel größere Repertoire an hochaffine Nanobodies
Der nächste Schritt war , die neuen Nano testen. Wissenschaftler verwenden häufig Antikörper gegen einen bestimmten Teil innerhalb einer Zelle zu isolieren , so dass sie es zu entfernen und zu studieren seiner Struktur. Also das ist , was das Team mit dem neuen Nano taten. Sie reinigten verschiedenen Zellstrukturen mit GFP oder mCherry getaggt , und visualisiert sie an ihrem Platz .
Mit ihrer neuen Technik erzielte das Team 25 Arten von Nanokörpern mit hoher Affinität für GFP und sechs für mCherry . Dies ist ein viel größeres Repertoire , als solche in der Regel mit herkömmlichen Verfahren hergestellt .
Eine große Repertoire ist wichtig, weil es Forschern mehr Möglichkeiten : Sie können die besten Nano wählen , zu eliminieren diejenigen, die mit anderen Molekülen als auch die Ziel diejenigen reagieren könnten , und sie können auch String beiden zusammen und greifen zwei Stellen auf der gleichen Zielmoleküls .
Prof. Rout sagt: " Da können wir jetzt leicht zu erkennen Suiten des hochaffinen Nanokörpern , die Zukunft für sie als Forschungswerkzeuge , Diagnostika und Therapeutika sieht rosig aus . "
Im Jahr 2012 lernte Medical News Today , wie Forscher vom Institut für Tropenmedizin in Antwerpen, Belgien , werden auf eine Weise zusammen, um " Trojanisches Pferd " Bakterien zu verwenden, um freizugeben Nanobodies auf Schlafkrankheit zu erobern .