• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Nowa technika przyspieszy opracowywanie leków

    01.12.2010. 18:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Naukowcy z Europejskiego Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL) w Grenoble, Francja, opracowali nową technikę, która umożliwia jednoczesne wprowadzenie 15 markerów fluorescencyjnych do komórki ssaka. To odkrycie ich zdaniem może przyczynić się do przyspieszenia prac nad lekami i badań przesiewowych. Badania zostały częściowo dofinansowane z projektu P-CUBE (Platformy wytwarzania białek), który otrzymał 6,6 mln EUR z budżetu "Infrastruktury badawcze" Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE.

    Imre Berger z EMBL opracował wcześniej technikę, która umożliwia naukowcom tworzenie odpowiednika pędzla do makijażu, który po zaledwie jednym pociągnięciu uwydatnia jednocześnie różne cechy. Zatem komórki można opatrzyć fluorescencyjnymi znacznikami, oznaczając różne komponenty komórkowe odmiennymi kolorami, na przykład niebieski to jądro, żółty to tubulina (element rusztowania komórki), czerwony to mitochondria, turkusowy to błony pęcherzyków zwane endosomami, a fioletowy to inne struktury błoniaste. Ta technologia została opracowana przez dr Bergera w ramach metody zwanej MultiBac, stosowanej do ekspresji kompleksów białkowych w komórkach owadów.

    W trakcie ostatnich badań, których wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Communications, dr Berger i Philipp Berger z Instytutu im. Paula Scherrera (PSI) w Villigen, Szwajcaria, połączyli siły, aby przenieść tę technologię na kolejny poziom, przyjmując po raz pierwszy koncepcję komórek ssaków, takich jak nasze. Praca sprowadzała się zasadniczo do szybkiego zaprojektowania pojedynczego wektora, by dostarczyć teoretycznie nieograniczoną liczbę obcych genów do komórki.

    Dotychczas naukowcom udało się wprowadzić w ten sposób 15 genów. Białko kodowane przez każdy z tych genów może być oznakowane fluorescencyjnym znacznikiem, co wyraźnie zwiększa skuteczność wielorakiego znakowania w porównaniu do wcześniejszych metod. Nowa technika znakowania komórek ssaków zwana MultiLabel może znacząco przyspieszyć opracowywanie leków i badania przesiewowe, ponieważ pozwala naukowcom precyzyjnie oznakować wiele komponentów komórki, które biorą udział w danym procesie chorobowym i śledzić je wszystkie na raz.

    "Wprowadzanie heterologicznych informacji genetycznych, zwłaszcza wielu genów, do komórek ssaków to kluczowa technologia we współczesnych, eksperymentalnych badaniach biologicznych" - stwierdzają naukowcy.

    "Koekspresja fluorescencyjnie oznakowanych sensorów jest niezbędna do jednoczesnej analizy wielu parametrów żywej komórki, a koekspresja kilku białek jest konieczna do manipulowania losem komórki w biologii komórek macierzystych. Obecne technologie ekspresji wielogenowej w komórkach ssaków są nieskuteczne, czasochłonne i mało elastyczne."

    Zespół wyjaśnia, że metoda MultiLabel to "nowatorski i wysokowydajny, modularny system ekspresji eukariotycznej na bazie plazmidu".

    Celem projektu P-CUBE jest zapewnienie użytkownikom europejskim większego i swobodnego dostępu do najbardziej zaawansowanych technik kloningu, ekspresji, charakterystyki białek i krystalizacji. W tym celu brytyjscy i szwajcarscy naukowcy biorący udział w projekcie regularnie wymieniają się doświadczeniami, aby doskonalić technologie i normalizować procedury, a ich celem końcowym jest propagowanie tej wiedzy eksperckiej w Europie.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Komórki iPS (ang. iPSC – induced pluripotent stem cells) – rodzaj pluripotencjalnych komórek macierzystych, które zostały sztucznie otrzymane z nie-pluripotentnych komórek (przeważnie komórek somatycznych dorosłego człowieka) przez wymuszenie ekspresji odpowiednich genów w tych komórkach. Jądro komórkowe, nukleus - otoczone błoną organellum obecne we wszystkich komórkach eukariotycznych, z wyjątkiem tych, które wtórnie je utraciły w trakcie różnicowania, np. dojrzałe erytrocyty ssaków. Zawiera większość materiału genetycznego komórki, zorganizowanego w postaci wielu pojedynczych, długich nici DNA związanych z dużą ilością białek, głównie histonowych, które razem tworzą chromosomy. Geny zlokalizowane w chromosomach stanowią genom komórki. Funkcją jądra komórkowego jest przechowywanie i powielanie informacji genetycznej oraz kontrolowanie czynności komórki, poprzez regulowanie ekspresji genów. Główne struktury, które obecne są w budowie jądra komórkowego to błona jądrowa, podwójna membrana otaczająca całe organellum i oddzielająca je od cytoplazmy oraz blaszka jądrowa, sieć delikatnych włókienek białkowych utworzonych przez laminy, stanowiących rusztowanie dla jądra i nadających mu wytrzymałość mechaniczną. Błona jądrowa jest nieprzepuszczalna dla większości cząsteczek, dlatego obecne są w niej pory jądrowe. Są to kanały przechodzące przez obie błony, umożliwiające transport jonów i innych cząstek. Transport większych cząstek, takich jak białka, jest ściśle kontrolowany i zachodzi na zasadzie transportu aktywnego, kontrolowanego przez białka transportowe. Transport jądrowy jest kluczowy dla funkcjonowania komórki, ponieważ przemieszczanie cząstek poprzez błonę jądrową wymagane jest zarówno przy zarządzaniu ekspresją genów oraz utrzymywaniu chromosomów. Kwaśne białko włókienkowe (GFAP z ang. Glial fibrillary acidic protein) – białko filamentów pośrednich, występujące w komórkach glejowych, m.in. w astrocytach, ale również w innych typach komórek, takich jak komórki Leydiga jądra i komórki gwiaździste wątroby. Opisane zostało w 1971 roku. Należące do typu III białek filamentów pośrednich, u ludzi kodowane jest przez gen GFAP, który znajduje się w locus 17q21. Budową przypomina białka wimentynę, desminę i peryferynę, biorące udział w budowie cytoszkieletu komórki. GFAP jest użytecznym markerem komórkowym.

    Remodeling chromatyny nazywany także rearanżacją chromatyny stanowi proces polegający na zmianie struktury chromatyny przy pomocy określonych kompleksów białkowych, którego celem jest regulacja ekspresji genów poprzez zmianę dostępności chromatyny dla czynników transkrypcyjnych. Pierwsze białka zdolne do remodelowania struktury przestrzennej chromatyny zostały odkryte na początku lat 90. XX wieku. Do chwili obecnej udało się dość dobrze zbadać budowę i mechanizm działania niektórych czynników białkowych biorących udział w tym procesie. Geny kodujące białka mechanizmów naprawy DNA człowieka: DNA komórki jest stale narażone na czynniki uszkadzające. Sprawnie działające mechanizmy naprawy DNA funkcjonują w komórkach organizmów zarówno prokariotycznych jak i eukariotycznych. Badania genomu ludzkiego pozwoliły zidentyfikować szereg genów kodujących białka biorące udział w różnorodnych mechanizmach naprawy DNA. Poznano dotąd ponad 130 genów o takiej, udowodnionej lub prawdopodobnej, funkcji. Nowe geny naprawy DNA są ciągle odkrywane dzięki badaniom porównawczym sekwencji genów człowieka i homologów tych genów u organizmów modelowych, takich jak E. coli i S. cerevisiae. Badania te mają znaczenie dla medycyny, ponieważ do tej pory zidentyfikowano już kilkanaście chorób, w których patogenezie mają udział niesprawne mechanizmy naprawy DNA.

    Komórki NK (ang. Natural Killer – naturalni zabójcy) – główna grupa komórek układu odpornościowego odpowiedzialna za zjawisko naturalnej cytotoksyczności. Komórki NK zostały odkryte w latach 70. XX w. u osób zdrowych, wśród których nie spodziewano się odpowiedzi przeciwnowotworowej. Okazało się, że taka odpowiedź jednak występuje i jest silniejsza niż u osób chorych. Obok komórek NK za taki efekt odpowiadają hipotetyczne komórki NC. Ze względu na swoje właściwości komórki NK są zaliczane do komórek K. Efekt cytotoksyczny jest widoczny już po 4 godz. od kontaktu z antygenem i standardowo testuje się go na linii białaczkowej K562. Transkryptom jest to zestaw cząsteczek mRNA lub ogólniej transkryptów obecny w określonym momencie w komórce, grupie komórek lub organizmie. Transkryptom w przeciwieństwie do genomu jest tworem bardzo dynamicznym. Komórki w odpowiedzi na różne czynniki uruchamiają i wyłączają transkrypcję genów, zmieniając w ten sposób swój transkryptom. Często już kilka minut po zadziałaniu jakiegoś czynnika (np. stresu) na komórki można obserwować powstawanie transkryptów genów reakcji na ten czynnik.

    Komórki NC (ang. Natural Cytotoxic cells – komórki naturalnie cytotoksyczne) – hipotetyczne i być może nieistniejące komórki, którym przypisuje się cytotoksyczność naturalną. Istnienie tych komórek opisano u myszy, u których wraz z wiekiem dochodzi do utraty aktywności komórek NK, ale jednocześnie wciąż istnieje grupa komórek, która wykazuje cytotoksyczność naturalną nie zanikającą w trakcie starzenia się . Nie posiadają one markerów różnicowania komórek NK , mają natomiast zdolność lizowania komórek nowotworowych i są pobudzane przez IL-2 i IL-3 . Komórki NC nie posiadają także cech właściwych limfocytom T, limfocytom B oraz makrofagom . W trakcie rozwoju osobniczego pojawiają się wcześnie - ich aktywność opisano już w 10-dniowych zarodkach mysich . Wiropeksja to sposób wirusów wnikania do komórki. Polega on na wykorzystaniu naturalnych mechanizmów komórki. W przypadku wirusa, kiedy przyłącza się on do komórki, ta "wyczuwając" znane jej białko wpuszcza agresora do cytoplazmy, dzięki czemu wirus może zaaplikować się w jej wnętrzu. Wirus ma białko takie samo jak komórka tylko na "wystających nitkach". To dzięki nim może wniknąć do środka komórki. Gdy owe "niteczki" zostaną na powierzchni komórki, w jej środku rozpoznawalne zaczyna być obce białko, które komórka niszczy. W ten sposób wirus "wpuszcza" do jądra komórkowego swój materiał genetyczny, który może się ulotnić z niszczonego przez komórkę kapsydu.

    Mikrotubula (microtubuli cellulares) – włóknista rurkowata sztywna struktura o średnicy 20 – 27 nm, powstająca w wyniku polimeryzacji białka tubuliny. Mikrotubule wraz z innymi strukturami pełnią funkcję cytoszkieletu nadając komórce kształt, a nawet przyczyniając się do jego zmiany. Biorą udział w transporcie wewnątrzkomórkowym stanowiąc szlak, po którym przemieszczają się białka motoryczne, biorą udział w czasie podziału komórki tworząc wrzeciono kariokinetyczne, które rozdziela chromosomy do komórek potomnych. Mikrotubule mogą również tworzyć stałe struktury, takie jak rzęski lub wici, umożliwiające ruch komórki.

    Liczba Arnetha określa liczbę płatów jądra komórkowego w danym granulocycie i prawidłowo wynosi 2-5. Jest ona zmienna i zależy od wieku komórki. W miarę starzenia się komórki rośnie. Jeśli we krwi obserwuje się zwiększoną liczbę komórek z jądrem pałeczkowatym (pojedynczym) świadczyć to może o stanie chorobowym i zwiększonej produkcji leukocytów (tzw. przesunięcie w lewo).

    Dodano: 01.12.2010. 18:17  


    Najnowsze