Gesundheit

Wissenschaftler genetisch Ingenieur Hefe, um zu verbessern Verständnis von, wie Zellen funktionieren

Forscher haben eine ‚Feinabstimmung‘, die eine große Zelle Signalisierung Mechanismus durch umschreiben der DNA im inneren Hefe-Zellen zu Steuern, wie Sie reagieren auf Ihre Umwelt.

Die Studie, die heute veröffentlicht – Zelle, hat unmittelbare Biotechnologie nutzt, sondern könnte auch größere Auswirkungen für die Versorgungsforschung. Es ist zu hoffen, wird in der Lage zu verändern, wie die Zellen reagieren, wird den Wissenschaftlern helfen, zu verstehen, wie kranke Zellen Funktion und führen zu veränderten Zellen, die verwendet wird, um Patienten zu behandeln.

Wissenschaftler von der University of Cambridge und dem Imperial College London, in Zusammenarbeit mit AstraZeneca, der mathematischen Modellierung und Genom-engineering zu Bearbeiten, Hefe-Zellen, um den Wissenschaftlern helfen, die Kontrolle nicht nur, was die Zellen Sinn, aber wie Sie reagieren, was Sie spüren, in wünschenswerter Weise.

Hefe wurde gewählt, weil es Aktien, die wichtigsten Merkmale mit menschlichen Zellen-die meisten wichtiger ist, dass es Sinn seine Umwelt über G-protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs).

Dr. Graham Ladds, Dozent in der Abteilung von Pharmakologie und Fellow von St. John ‚ s College, University of Cambridge, sagte: „die Hefe wurde als ein Mechanismus zu verstehen, was passiert im Menschen. Wir der mathematischen Modellierung und der genetischen Modifikation, um die Zelle Bearbeiten und umzustimmen, was Ihre Antwort sein sollte.“

GPCRs sind Rezeptoren, die es ermöglichen, Zellen zu spüren, Chemische Stoffe wie Hormone, Gifte und Drogen in Ihrer Umgebung. Die Zellen Lesen Ihre Umgebung und Einblick in den Ebenen von Hormonen wie adrenalin, serotonin, Histamin und Dopamin. Sie kann auch als Licht -, Geruchs-und Geschmack-Rezeptoren, die mit einigen sich auf die Zunge zu geben, die uns unseren Sinn für Geschmack.

Es gibt rund 800 verschiedene GPCRs in unserem Körper, und rund die Hälfte aller Medikamente wirkt über diese Rezeptoren-einschließlich beta-Blocker, Antihistaminika und verschiedene Psychopharmaka. Aber nicht genug bekannt ist, wie gpcrs funktioniert.

Eine der Schwierigkeiten für die Forscher ist, dass DNA-Variationen können einen Einfluss auf das signalnetzwerk und bestimmen, wie die Teile der DNA beeinflussen, dies ist eine große Herausforderung.

Das Cambridge-team erstellt ein mathematisches Modell der Hefe-Zelle mit unterschiedlichen Konzentrationen von verschiedenen Zell-Komponenten und finden die optimalen Niveaus für die effiziente Signalisierung von jedem. Dieses wissen wurde dann genutzt, um genetisch so zu verändern, Zellen, die von einem team von Forschern am Imperial College London.

Dr. William Shaw, der erste Autor auf dem Papier und Forscher am Bioengineering department des Imperial College in London, erklärte: „Es uns ermöglicht, zu verstehen, wie genau können wir genetisch Ingenieur ein Handy, so dass es erkennt die gewünschte Menge von etwas für uns in einer Weise, dass wir die Kontrolle.

„Geleitet von der rechnerische Ergebnisse, erstellten wir eine hoch-modifizierten Hefestamm mit allen nicht-essentiellen Interaktionen innerhalb der GPCR-Signalweg entfernt. Durch Variation der Ebene von Schlüssel-Komponenten identifiziert und in das Modell waren wir in der Lage, zuverlässig zu verändern, wie die Zellen reagierten auf Ihre Umwelt.“

Dr. Tom Ellis, aus der Bio-Abteilung am Imperial College London und das Papier ist senior-Autor, fügte hinzu: „Wir haben wichtige Grundsätze darüber, warum die Zellen reagieren unterschiedlich auf die gleichen Moleküle gleicher Konzentration. Wenn es eine variation in der DNA-Sequenz, die bestimmt, Schlüssel Komponente Ebenen, dann kann sich alles ändern.“

Dr. Mark Wigglesworth, Geschäftsführer der Hit Discovery bei AstraZeneca, sagte: „GPCRs sind grundlegend wichtig für die Funktion der gesunden Zelle, – Systeme und Sie bleiben eine der am meisten gezielte Proteine, die in der human-Medizin. Es ist zu hoffen, dass die steigende unser Verständnis dieser Proteine führen, dass mehr innovative Arzneimittel in die Zukunft.“