Proteiinipohjainen nano-"tietokone" kehittää kykyään vaikuttaa solujen käyttäytymiseen

26. toukokuuta 2023 (Nanowerk-uutiset) Penn Staten tutkijat ovat luoneet ensimmäisen proteiinipohjaisen nanolaskenta-agentin, joka toimii piirinä. Tämä virstanpylväs vie heidät askeleen lähemmäksi seuraavan sukupolven solupohjaisten hoitojen kehittämistä diabeteksen ja syövän kaltaisten sairauksien hoitoon. Perinteiset synteettisen biologian lähestymistavat solupohjaisiin hoitoihin, kuten sellaisiin, jotka tuhoavat syöpäsoluja tai edistävät kudosten uusiutumista vaurion jälkeen, perustuvat proteiinien ilmentymiseen tai suppressioon, jotka tuottavat halutun toiminnan solussa. Tämä lähestymistapa voi viedä aikaa (proteiinien ilmentyminen ja hajoaminen) ja maksaa soluenergiaa prosessissa. Penn State College of Medicine ja Huck Institutes of the Life Sciences -tutkijoiden ryhmä omaksuu toisenlaisen lähestymistavan. "Suunnittelemme proteiineja, jotka tuottavat suoraan halutun toiminnan", sanoi Nikolay Dokholyan, G. Thomas Passananti professori ja farmakologian laitoksen tutkimuksen varapuheenjohtaja. "Proteiinipohjaiset laitteemme tai nanolaskenta-agentimme vastaavat suoraan ärsykkeisiin (syötteisiin) ja tuottavat sitten halutun toiminnan (tulosteet)." Vuonna julkaistussa tutkimuksessa Tiede ennakot ("Ei-kommutatiivinen kombinatorinen proteiinilogiikkapiiri ohjaa solujen suuntausta nanoympäristöissä"), Dokholyan ja bioinformatiikan ja genomiikan tohtoriopiskelija Jiaxing Chen kuvaavat lähestymistapaansa nanolaskenta-agenttinsa luomiseen. He suunnittelivat kohdeproteiinin integroimalla kaksi sensorialuetta tai aluetta, jotka reagoivat ärsykkeisiin. Tässä tapauksessa kohdeproteiini reagoi valoon ja rapamysiini-nimiseen lääkkeeseen säätämällä sen suuntausta tai sijaintia avaruudessa. Testaakseen niiden suunnittelua ryhmä toi muokatun proteiininsa eläviin soluihin viljelmässä. Altistamalla viljellyt solut ärsykkeille, he käyttivät laitteita mittaamaan muutoksia solujen orientaatiossa sen jälkeen, kun solut altistettiin sensoridomeenien ärsykkeille. Aikaisemmin heidän nanotietokoneagentti vaati kaksi syöttöä yhden tuotoksen tuottamiseksi. Nyt Chen sanoo, että on kaksi mahdollista lähtöä ja lähtö riippuu siitä, missä järjestyksessä tulot vastaanotetaan. Jos rapamysiini havaitaan ensin ja sen jälkeen valo, solu ottaa yhden solusuuntauskulman, mutta jos ärsykkeet vastaanotetaan käänteisessä järjestyksessä, solu ottaa eri suuntauskulman. Chen sanoo, että tämä kokeellinen konseptin todiste avaa oven monimutkaisempien nanolaskenta-agenttien kehittämiseen. "Teoreettisesti mitä enemmän panostat nanotietokoneagenttiin, sitä enemmän potentiaalisia tuloksia voi johtua erilaisista yhdistelmistä", Chen sanoi. "Mahdollisia syötteitä voivat olla fysikaaliset tai kemialliset ärsykkeet ja ulostulot voivat sisältää muutoksia solujen käyttäytymisessä, kuten solujen suunnassa, migraatiossa, modifioivassa geeniekspressiossa ja immuunisolujen sytotoksisuus syöpäsoluja vastaan." Tiimi aikoo kehittää edelleen nanolaskenta-agenttejaan ja kokeilla teknologian erilaisia ​​sovelluksia. Penn State Cancer Instituten ja Penn State Neuroscience Instituten tutkija Dokholyan sanoi, että heidän konseptinsa voisi joskus muodostaa perustan seuraavan sukupolven solupohjaisille hoitoille eri sairauksiin, kuten autoimmuunisairauksiin, virusinfektioihin, diabetekseen, hermovaurioihin ja syöpää. .

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• Tulevaisuuden lyöminen Adryenn Ashley. Pääsy tästä.
• Osta ja myy osakkeita PRE-IPO-yhtiöissä PREIPO®:lla. Pääsy tästä.
• Lähde: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=63065.php