מדענים מפתחים חיישן חדש ללכידת פעילות הסידן בתאים

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


צוות חוקרים מאוניברסיטת ג'ורג'יה סטייט פיתח גישה חדשה לאיתור פעילות הסידן בתוך התאים. המחקר, בראשות הפרופסור לכימיה של ג'ורג'יאנג יאנג, מדגים את יעילותו של חיישן ביוס אדום שיכול לפקח ישירות על סידן במיקומים ספציפיים בתוך התא, תגלית שיכולה לסייע בהבנה טובה יותר של הבסיס המולקולרי של מחלות אנושיות.

סידן חיוני לתהליכים פיזיולוגיים רבים, כולל הבריאות והתפקוד של מערכות השרירים, העצבים, הדם והעיכול. סידן מגביר מולקולות איתות המעוררות תגובה בתוך תאים, שולט בשחרור נוירוטרנסמיטורים (שליחים כימיים המעבירים אותות מנוירונים), מעורר התכווצות תאי שריר ומסייע בהפריה. סידן חשוב גם להיווצרות עצם תקינה, ותהליכים רבים בתוך התאים דורשים או משתמשים בסידן.

בהתחשב במגוון פונקציות רחב זה, תנועת הסידן ורמותיה יכולים לשמש אינדיקטורים טובים למנגנונים ושינויים ביולוגיים. עם זאת, ניסיונות קודמים לפתח כלים לחיישני סידן שיכולים לעקוב אחר שינויי איתות מהירים הוכיחו שהם מגבילים עקב תגובות איטיות של החיישנים שדווחו.

"האתגר הוא כיצד ללכוד את השינויים המהירים האלה במיקומים מאוד ספציפיים", אמר יאנג, שהוא גם מנהל שותף במרכז לאבחון ותרפיה ומנהל מתקן הדמיה מתרגמת מתקדם. "למשל, אם יש לי פגיעה בשריר, יש שינוי מסוים בסידן של תאי השריר וזה קורה מהר מאוד".

כדי ללכוד טוב יותר את האותות האלה, יאנג ועמיתיה יצרו דרך לעצב אתר מחייב סידן על פני השטח של כמה חלבונים פלורסנט. המחקר, שפורסם בכתב העת כימיה שימושית, מראה שחיישן הסידן האדום, המכונה R-CatchER, רגיש מאוד לאיתור אותות סידן במספר תאים. התגלית היא פריצת דרך של יאנג וצוותה, שהשקיעו עשרות שנים בפיתוח ושיפור הטכניקה שלהם. לאחרונה הם פרסמו מאמר בנושא פיתוח חיישן סידן ירוק, המכונה G-CatchER+, בכתב העת iScience.

"החלבון בו אנו משתמשים מסוגל לזהות שינויים חולפים ולמדוד ישירות את פעילות הסידן", אמר יאנג. "אנו יכולים לעקוב אחר אירועי סידן בתאים בריאים ולראות כיצד הם משתנים במצבי מחלה."

בסופו של דבר R-CatchER יכול להיות שימושי למחקר ומחקרים במעבדה; למשל, קביעה האם יש קשר בין שינויים בסידן לבין מחלה מסוימת. הטכנולוגיה שלהם יכולה לסייע גם לגילוי תרופות.

"יש לנו גישה ייחודית להבנת האופן שבו אירועי ההזדקנות או מצבי המחלה נשלטים על ידי סידן. כלי זה יכול לספר למדענים בדיוק איזה מסלול איתות קשור למחלה וכיצד הוא משתנה כאשר מטפלים בתרכובת תרופה", אמר יאנג. "זה יכול להראות את המיקום הספציפי אליו התרופה צריכה למקד כדי להיות יעילה."

החוקרים אומרים כי השלב הבא הוא יישום הטכנולוגיה במודלים של בעלי חיים כדי לסייע להבין טוב יותר כיצד אירועי תאים שונים מעורבים במחלות.

יאנג ידועה כחלוצה בתחום שהיא מכנה "קלציומיקה", המשלבת כימיה של חלבונים, ביולוגיה, ביולוגיה של תאים ומדעי המוח לפיתוח מחקרים חישוביים וכלים לחיישני סידן. בשנת 2019, היא נבחרה כעמית האקדמיה הלאומית לממציאים לכבוד עבודתה.

מחברי המחקר כוללים את הדוקטורנט לכימיה שיאונאן דנג, דונלד המלברג, פרופסור לכימיה, ושינקיו יאו, עמית פוסט-דוקטורט לכימיה.

מקור הסיפור:

חומרים המסופק על ידי אוניברסיטת מדינת ג'ורג'יה. הערה: ניתן לערוך תוכן לפי סגנון ואורך.

.



קישור לכתבת המקור – 2021-10-19 19:01:30

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר