Die Entschlüsselung der Geheimnisse der Gut

Eine neue Technik auf Basis von Rasterkraftmikroskopie wurde am Institute of Food Research entwickelt, um Informationen in der Darmschleimhaut kodiert helfen, "lesen" .

Die Auskleidung der Darm ist eine wichtige Barriere zwischen der Außenwelt und unser Körper . Angelegt würde der Darmschleimhaut die Fläche eines Fußballfeldes abdecken . Es muss Nährstoffe aus unserer Nahrung durchzulassen , aber Invasion zu verhindern durch krankheitserregenden Bakterien , gleichzeitig die Ausrichtung der Billionen von nützlichen Bakterien für die richtige Verdauung und Immunsystem benötigt.

An der Spitze des Verteidigungssystems ist eine Schleimschicht , die Linien der gesamten Darmoberfläche. Im Dickdarm , die Schleimschicht ist eine organisierte Struktur , mit einer inneren Schicht , die Blöcke Bakterien, und eine äußere Schicht , wo nützliche Bakterien ( Kommensalen ) gedeihen. Die Schleimschicht besteht aus großen Proteinen namens Schleimstoffe mit charakteristischen zuckerhaltige oder glykosylierte , Ketten.

Dr. Nathalie Juge und Kollegen aus dem Institute of Food Research , die strategisch von BBSRC gefördert wird , ist die führende Studien mit dem Ziel , die Rolle der Schleim in der Aufrechterhaltung eines gesunden Darms und wie Schleimstoffe mit Bakterien in unseren Eingeweiden Interaktion zu verstehen.

Auf molekularer Ebene , Schleimstoffe weisen Cluster der Glykosylierung , dass die Proteine ​​geben einen " Flaschenbürste " Aussehen. Die Größe dieser Molekularzuckerkettenvariiert mit Lage und Alter des Gewebes und Anomalien in Mucine sind entzündliche Darmerkrankungen wie Colitis ulcerosa angesehen , Morbus Crohn und Darmkrebs . Eine Vielzahl von verschiedenen Konformationen , die die Zuckerketten aufnehmen kann bedeutet, dass Mucine sind unglaublich vielfältig . Die Unterschiede sind vermutlich kommensalen Bakterien durch spezifische Bindungsstellen sowie notwendige Nahrung helfen.

Pathogene Bakterien sind auch Mechanismen entwickelt , um Schleimstoffe zu binden, als Teil ihres Arsenals an unsere Abwehrkräfte zu überwinden. Wir sind jedoch weit hinter dieser Bakterien für das Verständnis der in diesen komplexen Zuckerketten enthaltenen codierten Informationen . Das Verständnis dieser " glycocode ' würde uns einen neuen Weg, um an den entscheidenden Wechselwirkungen zwischen guten und schlechten Mikroorganismen in unseren Eingeweiden suchen, und kann auch neue Einblicke in die Darmerkrankungen .

Diese Interaktionen geschehen auf molekularer Ebene , so dass wir sie verstehen, müssen wir Werkzeuge, die auf dieser Ebene zu arbeiten. IFR hat eine Geschichte von bahnbrechenden Einsatz eines solchen Werkzeugs , Rasterkraftmikroskopie (AFM) .Die Spitze eines Rasterkraftmikroskops

AFM kombiniert sehr hochauflösende Bilderzeugung mit der Fähigkeit, die Kräfte zwischen den Molekülen zu untersuchen. AFM Werke , indem Sie einen sehr feinen Stift (Spitze) am Ende eines flexiblen Ausleger über die Oberfläche eines Moleküls angebracht , ähnlich wie ein blinder Mensch liest Blindenschrift. Ein Laser wird von dem Auslegerprallt, Verstärken des Signals, so daß AFM können Entfernungen bis Million die Breite eines Blatt Papiers zu erfassen.

Patrick Gunning und Andrew Kirby, von IFR AFM Gruppe angepasst , diese Technik durch das Anbringen zuckerbindende Moleküle, so genannte Lektine an die AFM Cantilever , über einen flexiblen Linker. Sie verwendeten dies Mucine an eine Oberfläche gebunden zu sondieren. Die Ergebnisse der gemeinsamen Arbeit wurden veröffentlicht FASEB Journal .

" Es ist ein bisschen wie Angeln ", sagte Dr. Gunning . " Die Mucin- Moleküle werden in Kochsalzlösung eingetaucht und schweben wie ein Meer aus Seetang . Wir verwenden Lektine als Köder . Wir lassen die Linie nach unten, bis wir die Talsohle erreicht , und heben Sie sie dann wieder nach oben. Wenn das Lektin findet eine Zielzuckermolekül auf der Mucin , Baumstümpfe es . "

Messen des Abstands zwischen den Haken gibt ein Bild von dem, was die Gesamt Muzinmolekül aussieht. Durch Wiederholung dieses tausendfach , und die Arbeit mit IFR Biomathematiker , war es möglich, ein "Fingerabdruck" , der verschiedene Schleimstoffe zu charakterisieren , was bedeutet, dass wir zwischen Schleimstoffe aus verschiedenen Teilen des Darms abgeleitet unterscheiden zu produzieren.

Wollen die Forscher nun auf die Schleimstoffe von erkrankten Geweben abgeleitet aussehen , weiter zu untersuchen, Unterschiede in der glycocode . Sie würde auch gerne wissen, wie Bakterien lesen und möglicherweise die glycocode manipulieren. Im Labor haben die Forscher spezifische Enzyme gezielt bestimmte Zuckerarten für die Mucin- Moleküle . Dies wirkte sich die Molekularstruktur des Mucin ist , die wiederum verändert ihre räumliche Verteilung . Bestimmte Bakterien in unseren Eingeweiden sezernieren auch diese Enzyme als Mittel zur Umschreiben der glycocode zu ihrem eigenen Vorteil . Mit dieser neuen Technik in der Hand, werden die Forscher ihre Bemühungen um die Geheimnisse innerhalb unserer eigenen Körper zu entwirren fortsetzen.