Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các học giả có các tế bào nấm men biến đổi gen để giúp các nhà khoa học kiểm soát cách họ phản ứng với môi trường của họ theo cách mong muốn hơn. Nấm men được chọn vì nó có chung đặc điểm chính với tế bào người – quan trọng nhất là nó có thể cảm nhận được môi trường của nó bằng cách sử dụng thụ thể kết hợp protein G (GPCR). Nghiên cứu sẽ giúp các nhà khoa học hiểu làm thế nào các tế bào bệnh hoạt động.
Các nhà nghiên cứu đã ‘tinh chỉnh’ một cơ chế báo hiệu tế bào chính bằng cách viết lại DNA bên trong tế bào nấm men để kiểm soát cách chúng phản ứng với môi trường của chúng.
Nghiên cứu, được công bố hôm nay bởi Cell , có sử dụng công nghệ sinh học ngay lập tức nhưng cũng có thể có ý nghĩa rộng hơn cho nghiên cứu chăm sóc sức khỏe. Người ta hy vọng có thể thay đổi cách các tế bào phản ứng sẽ giúp các nhà khoa học hiểu cách các tế bào bị bệnh hoạt động và dẫn đến các tế bào biến đổi được sử dụng để điều trị cho bệnh nhân.
Các học giả từ Đại học Cambridge và Đại học Hoàng gia Luân Đôn, phối hợp với AstraZeneca, đã sử dụng mô hình toán học và kỹ thuật gen để chỉnh sửa các tế bào nấm men để giúp các nhà khoa học kiểm soát không chỉ các tế bào cảm nhận mà còn phản ứng với những gì họ cảm nhận theo cách mong muốn hơn.
Nấm men được chọn vì nó có chung đặc điểm chính với tế bào người – quan trọng nhất là nó có thể cảm nhận được môi trường của nó bằng cách sử dụng thụ thể kết hợp protein G (GPCR).
Tiến sĩ Graham Ladds, giảng viên Khoa Dược và là thành viên của St John’s College, Đại học Cambridge, cho biết: “Nấm men được sử dụng như một cơ chế để hiểu những gì xảy ra ở người. Chúng tôi đã sử dụng mô hình toán học và chỉnh sửa gen để chỉnh sửa tế bào và thử lại xem phản ứng của nó là gì. “
GPCR là các thụ thể cho phép các tế bào cảm nhận được các chất hóa học như hormone, chất độc và thuốc trong môi trường của chúng. Các tế bào đọc môi trường của chúng và cảm nhận mức độ của các hormone như adrenalin, serotonin, histamine và dopamine. Chúng cũng có thể hoạt động như các thụ thể ánh sáng, mùi và hương vị với một số nằm trên lưỡi để cho chúng ta cảm giác vị giác.
Có khoảng 800 GPCR khác nhau trong cơ thể chúng ta và khoảng một nửa trong số tất cả các hành vi dùng thuốc sử dụng các thụ thể này – bao gồm thuốc chẹn beta, thuốc kháng histamine và các loại thuốc tâm thần khác nhau. Nhưng chưa đủ về cách thức hoạt động của tín hiệu GPCR.
Một trong những khó khăn đối với các nhà nghiên cứu là các biến thể DNA có thể có tác động đến mạng báo hiệu và xác định các phần của DNA ảnh hưởng đến điều này như thế nào là một thách thức lớn.
Nhóm Cambridge đã tạo ra một mô hình toán học của tế bào nấm men với nồng độ khác nhau của các thành phần tế bào khác nhau và tìm thấy mức tối ưu cho tín hiệu hiệu quả nhất của từng loại. Kiến thức này sau đó được sử dụng để biến đổi tế bào bởi một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Hoàng gia Luân Đôn.
Tiến sĩ William Shaw, tác giả đầu tiên trên báo và nhà nghiên cứu tại khoa Sinh học của Đại học Hoàng gia Luân Đôn, giải thích: “Nó cho phép chúng tôi hiểu chính xác làm thế nào chúng tôi có thể tạo ra một tế bào để nó cảm nhận được lượng mong muốn của chúng tôi theo cách mà chúng tôi cảm nhận được. chúng tôi có quyền kiểm soát.
“Được hướng dẫn bởi các phát hiện tính toán, chúng tôi đã tạo ra một chủng nấm men biến đổi cao với tất cả các tương tác không thiết yếu trong đường dẫn tín hiệu GPCR được loại bỏ. Bằng cách thay đổi các thành phần chính được xác định trong mô hình, chúng tôi có thể dự đoán được cách thay đổi cách các tế bào đáp ứng với môi trường của họ. “
Tiến sĩ Tom Ellis, từ Khoa Kỹ thuật Sinh học tại Đại học Hoàng gia Luân Đôn và tác giả cao cấp của bài báo, nói thêm: “Chúng tôi đã học được các nguyên tắc quan trọng về lý do tại sao các tế bào sẽ phản ứng khác nhau với cùng các phân tử có cùng nồng độ. Nếu có sự khác biệt trong trình tự DNA xác định cấp độ thành phần quan trọng, sau đó điều này có thể thay đổi mọi thứ. “
Tiến sĩ Mark Wigglesworth, Giám đốc Hit Discovery tại AstraZeneca, cho biết: “GPCR về cơ bản rất quan trọng đối với chức năng của các hệ thống tế bào khỏe mạnh và chúng vẫn là một trong những protein được nhắm mục tiêu nhiều nhất trong y học của con người. để nhiều loại thuốc tân tiến hơn trong tương lai. “
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi St John’s College, Đại học Cambridge . Câu chuyện gốc được cấp phép theo Giấy phép Creative Commons . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :