Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Badania nad funkcjonowaniem żywych komórek trwają od dawna. I choć mogłoby się wydawać, że wiemy dużo, wciąż zaskakują nas najbardziej elementarne rzeczy. Ostatnie zaskoczenie dla naukowców to sposób, w jaki proteiny w komórkach komunikują się ze sobą.

Komórki żywych organizmów, również nasze, mogą działać dzięki produkowanym przez siebie białkom, które tworzą wewnętrzną, chemiczną „maszynerię". Badaniem sposobu, w jaki te poszczególne białka porozumiewają się między sobą, zajmuje się międzynarodowy zespół naukowców, między innymi dr Victor Neduva z Uniwersytetu Edynburskiego. Zespół wykorzystuje do badań unikalną, zaawansowaną technikę, pozwalającą rozpoznać setki białek i zbadać połączenia między nimi przy wykorzystaniu metod statystycznych. Badając komórki drożdży - które mają wiele białek analogicznych do ludzkich - wykonano mapę prawie dwóch tysięcy indywidualnych połączeń.

Do tej pory sądzono, że proteiny wysyłając sygnały chemiczne komunikują się w prosty sposób: jeden na jednego. Takich też wyników spodziewano się po nowym badaniu. Jednak próbując zanalizować pojedyncze połączenia, naukowcy ze zdumieniem odkryli, że białka porozumiewają się nie indywidualnie, ale komunikują się grupowo, tworząc złożoną sieć chemicznych powiązań.

Jak uważają zgodnie dr Neduva oraz profesor Mike Tyers, kierownik zespołu, odkrycie będzie mieć znaczący wpływ na medycynę. Złożony sposób komunikacji wewnątrzkomórkowej oznacza, że lekarstwa, aby działać skuteczniej, powinny oddziaływać na całe grupy białek jednocześnie, zamiast - jak dotychczas - na pojedyncze proteiny.

Opracowanie takich leków będzie wymagać znacznie bardziej zaawansowanych technik i badań, ale w rezultacie pozwoli na otrzymanie lekarstw nie tylko bardziej skutecznych, ale również bezpieczniejszych.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Siarkowodór, który kojarzy się raczej ze smrodem zgniłych jaj, może zostać agentem do zadań specjalnych w nerkach osób chorych na cukrzycę. Okazuje się bowiem, że w warunkach wysokiego poziomu cukru ogranicza w komórkach nerek produkcję białek związanych z bliznowaceniem (Journal of Biological Chemistry).
      Zauważyliśmy, że gdy dodaliśmy wodorosiarczek sodu, substancję, z której wydziela się siarkowodór, w komórkach nerek wystawionych na oddziaływanie wysokich stężeń glukozy zmniejszała się produkcja odpowiadających za powstawanie blizn białek macierzy [pozakomórkowej] - opowiada dr B.S. Kasinath z University of Texas Health Science Center. Zgadzałoby się to z wcześniejszymi ustaleniami, że u myszy z cukrzycą typu 1. i 2. występuje mniej enzymów ułatwiających produkcję siarkowodoru.
      By określić, jak skuteczny i na ile bezpieczny jest H2S w zapobieganiu zwłóknieniu i zeszkliwieniu kłębuszków nerkowych w przebiegu cukrzycy, trzeba przejść od badań na hodowlach komórkowych do modelu zwierzęcego.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W czasach obfitości orangutany z Borneo przejadają się owocami. Tworzą zapasy tłuszczu, by skorzystać z nich przy niedoborach preferowanego pożywienia. Poza naszym gatunkiem, tworzenie zapasów tkanki tłuszczowej nie występuje u naczelnych, dlatego spokrewnione z nami orangutany wydają się dobrym modelem do badania ludzkich zaburzeń odżywiania i otyłości.
      Mimo dzisiejszej pandemii otyłości tak naprawdę nie rozumiemy podstaw otyłości lub tego, jak działają diety wysoko- czy niskobiałkowa - podkreśla prof. Erin Vogel z Rutgers University. W swojej pracy pt. "Borneańskie orangutany na krawędzi proteinowego bankructwa" Amerykanka zaprezentowała, w jaki sposób orangutany, które bazują na niskobiałkowych owocach, wytrzymują wahania zawartości protein w swoim pożywieniu. Sądzę, że badanie menu niektórych naszych najbliższych krewnych [...] może pomóc w zrozumieniu zagadnień związanych z naszą współczesną dietą.
      Badania specjalizującej się w antropologii ewolucyjnej Vogel wykazały, że orangutany przybierały na wadze wyłącznie w okresach spożywania kalorycznych i białkowych pokarmów (fakt ten jest często ignorowany przez osoby walczące ze zbędnymi kilogramami, które zakładają, że najlepszym sposobem na schudnięcie jest dieta niskowęglowodanowa z dużą zawartością białka). Tylko podczas spożywania niewielkiej liczby kalorii organizm sięgał po zapasy tłuszczu, a wreszcie białka mięśni.
      Akademicy analizował próbki moczu pobierane w ciągu 5 lat przez dr Cheryl Knott z Uniwersytetu w Bostonie i jej współpracowników. Określano zawartość metabolitów oraz stabilnych izotopów azotu. Okazało się, że podczas utrzymujących się deficytów białka (gdy brakowało niskobiałkowych owoców) orangutany jadały zawierające więcej białek liście oraz wewnętrzną część kory. Energię zapewniały im tkanka tłuszczowa, a później mięśnie.
      Odkryliśmy, że dzienna dawka białek przyjmowana przez orangutany, gdy nie ma owoców, jest niewystarczająca dla ludzi i stanowi 1/10 ilości spożywanej przez goryle górskie. To jednak wystarczy, by uniknąć poważnego niedoboru protein.
      Biolodzy opowiadają, że orangutany żyjące w tym wymagającym środowisku wykorzystują okresy obfitości, kiedy na drzewach dojrzewa 80% owoców. Wtedy jedzą, jedzą i tyją. Później muszą przetrwać okresy znacznego ograniczenia owocowania, które mogą potrwać nawet 8 lat. Przy diecie składającej się z liści i kory w moczu wzrasta stężenie ketonów - to znak, że organizm zużywa tłuszcze. Podniesiony poziom izotopów azotu należy zaś interpretować jako wskazówkę rozkładania mięśni.
      Amerykańskie studium unaocznia, że zdolność orangutanów do tworzenia zapasów tłuszczu zwiększa ich szanse na przeżycie, ale stanowi zgubę dla ludzi, którzy w wielu przypadkach ich nie potrzebują. W przyszłości Vogel zamierza prześledzić wahania poziomu greliny, leptyny oraz cytokin.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Bez wystrzałów startera czy błysków fleszy parę miesięcy temu rozegrano pierwszy na świecie wyścig komórek. Laur zwycięzcy przypadł komórkom szpiku z Singapuru, które wyznaczony w szalce Petriego dystans o długości 400 mikronów pokonały z prędkością 0,00008627872 mm/s. Zawody rozgrywano w 6 nadrzędnych laboratoriach w Singapurze, Londynie, Bostonie, Paryżu, Heidelbergu oraz San Francisco. Zgodnie z regulaminem, filmowaniem zajmowało się powiązane z danym ośrodkiem akademickim lokalne Centrum Obrazowania Nikona.
      Na spotkaniu Amerykańskiego Stowarzyszenia Biologii Komórki, które odbyło się w zeszły weekend w Denver, wręczono nagrody w postaci aparatów fotograficznych oraz medale.
      Miejsca drugie i trzecie przypadły dwóm rodzajom komórek piersi, zgłoszonym do nagrywanego przez dobę wyścigu przez Odile Filhol-Cochet z iRTSV we Francji. Na czwartym miejscu znalazły się komórki skóry Rumeny Begum z King’s College, London. W sumie w zmaganiach uczestniczyło 70 typów komórek z 50 różnych laboratoriów. Mile widziane były także komórki z mutacjami.
      Organizatorzy World Cell Race podkreślają, że przyświecał im jak najbardziej poważny cel: chodziło o dokładniejsze zbadanie poruszania się komórek, co może pomóc w zrozumieniu rozprzestrzeniania się nowotworu. W przyszłości mają się odbyć zmagania w innych dyscyplinach, np. pływaniu.
      Na witrynie World Cell Race można przeczytać, jak powinna wyglądać arena zmagań komórek (ich dostarczeniem zajmowała się firma CYTOO). Tory z fibronektyny muszą otaczać zapory z materiały cytofobowego. Ze względu na różne rozmiary komórek, szlaki mogły mieć 4 albo 12 mikronów szerokości. Nagrania odbywały się w sierpniu, a wrzesień poświęcono na analizę uzyskanych materiałów i porównania.
       
      http://www.youtube.com/watch?v=2yxE8LcJ48w
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Lekarze z londyńskiego King's College Hospital uratowali 9-miesięcznemu Iyaadowi Syedowi życie. Wirus zniszczył dziecku wątrobę, doprowadzając do jej ostrej niewydolności. Specjaliści nie czekali jednak na narząd i wstrzyknęli do jamy brzusznej hepatocyty dawcy. Komórki te mają działać jako czasowa wątroba. To pierwszy tego typu zabieg na świecie.
      Zaimplantowane hepatocyty neutralizują toksyny i produkują różne białka. By organizm chłopca ich nie odrzucił, przed wprowadzeniem do jego organizmu zostały pokryte pewnym związkiem występującym w glonach (nie ma więc potrzeby podawania immunosupresantów). Po 2 tygodniach od zabiegu własna wątroba Iyaada zaczęła się regenerować.
      Dwutygodniowy Iyaad trafił do szpitala, bo rodzice zauważyli, że jego gałki oczne uległy zażółceniu, a dziecko zaczęło wydawać dziwne dźwięki. Lekarze zdecydowali się na eksperymentalną metodę, gdy do niewydolności wątroby dołączyła się niewydolność nerek.
      Nie wiadomo, czy technika będzie pomocna także dla innych pacjentów z ostrą niewydolnością wątroby. Lekarze z King's College Hospital podkreślają, że by przetestować jej skuteczność, należy przeprowadzić badania kliniczne na jak największej próbie.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Oprogramowanie opracowane dzięki amerykańskiemu Biuru Badawczemu Marynarki Wojennej (Office of Naval Research, ONR), które ma służyć do odszukiwania min morskich, może pomóc lekarzom w identyfikowaniu i klasyfikowaniu komórek powiązanych z nowotworami.
      Wyniki są spektakularne. To może dużo zmienić w dziedzinie badań medycznych - uważa dr Larry Carin z Duke University, twórca technologii.
      Naukowcy podkreślają, że problemy napotykane przez lekarzy analizujących zdjęcia ludzkich komórek są zaskakująco podobne do wyzwań stojących przed żołnierzami szukającymi min morskich.
      Badając tkanki, lekarze muszą się przekopać przez setki mikroskopowych zdjęć i obrazów, które obejmują miliony komórek. Aby wskazać interesujące ich cele, wykorzystują zestaw oprogramowania do analizy obrazu FARSIGHT (Fluorescence Association Rules for Quantitative Insight). Ufundowany przez DARPA i Narodowe Instytuty Zdrowia FARSIGHT identyfikuje komórki na podstawie przykładów oznaczonych na początku przez badającego. Niestety, wyniki mogą być obarczone błędem, ponieważ program taguje, bazując na małej próbie sugestii człowieka. Gdy jednak do FARSIGHT doda się uczące się algorytmy Carina, trafność identyfikacji komórek wzrasta. Dzięki poprawionej technologii laborant musi na wstępie oznaczyć mniej próbek, ponieważ algorytm automatycznie wybiera najlepsze przykłady, na podstawie których program będzie się uczył.
      Zespół z Uniwersytetu Pensylwanii wykorzystuje zaimplementowane w FARSIGHT nowe algorytmy do badania guzów z nerek. Skupiając się na komórkach śródbłonka, które tworzą naczynia zaopatrujące guzy w tlen i składniki odżywcze, naukowcy mogą ulepszyć leki na poszczególne typy raka nerkowokomórkowego. Z programem, który nauczył się wychwytywać komórki śródbłonka, udało nam się zautomatyzować ten proces. Wydaje się, że jest on wysoce dokładny. Teraz możemy zacząć badać komórki śródbłonka ludzkich nowotworów, czyli coś, co było dotąd niemożliwe z powodu stopnia trudności i pracochłonności - wyjaśnia dr William Lee. By ręcznie znaleźć wszystkie komórki śródbłonka w 100 zdjęciach, patolog potrzebuje dni, a nawet tygodni. Poprawiony FARSIGHT zrobi to samo w ciągu paru godzin.
      Pierwotnie algorytmy do aktywnego uczenia ONR miały sprawić, by roboty do wyszukiwania min morskich zachowywały się przy kłopotach z klasyfikacją obiektów bardziej jak ludzie. Dysponując przykładami zaznaczonymi przez człowieka, robot mógłby sam podjąć trafną decyzję, dzięki czemu nie trzeba by wysyłać na misję nurków.
×
×
  • Create New...