Gli uccelli e le api di proteine

Giugno 1, 2016 Admin Salute 0 3
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La nascita di una proteina è uno degli aspetti più fondamentali della vita come noi la conosciamo, ma, a sorpresa, c'è ancora molto che gli scienziati non sanno su di loro.

Ora una frazione di secondo istantanee di questo processo vitale e misteriosa, sviluppato da Samuel Cho, un assistente professore di fisica e informatica, e Senior Jessica Leuchter ('14), potrebbero un giorno condurre agli antibiotici più efficaci.

La nascita di una proteina




Le proteine ​​sono le api operaie delle cellule. Essi sbarazzarsi di rifiuti, trasmettere segnali cellulari e di eseguire le reazioni chimiche che permettono al corpo umano a funzionare. Senza proteine, le cellule non sarebbero in grado di funzionare, di replicare, e morire.

Questo non è sempre una cosa negativa, però, ha detto Leuchter, un grande chimica che ha condotto la ricerca con Cho per due anni. Virus, batteri e cellule tumorali hanno bisogno di proteine ​​per riprodurre come tutto il resto che vivono nel corpo umano.

Considerando un rapporto 2013 CDC ha rilevato che più di 2 milioni di persone si ammalano e circa 23.000 persone muoiono ogni anno a causa di infezioni batteriche resistenti ai farmaci, un nuovo farmaco che potrebbe rivolgono specificamente e bloccare la formazione di proteine ​​in questi organismi maligni sarebbe un potente strumento per la lotta contro le malattie.

Il problema con la creazione di un tale farmaco è scienziati sanno molto poco circa le condizioni ambientali microscopiche e le strutture coinvolte nella creazione di proteine. Questa mancanza di consapevolezza rende difficile identificare bersagli all'interno di una cella che i farmaci possono essere progettati per attaccare.

Cho ha spiegato questo è in gran parte dovuto al fatto formazione delle proteine ​​avviene a un incredibilmente piccola scala.

"Immaginate la più piccola cosa che si può pensare e questo è probabilmente molto più piccolo di quello", ha detto Cho. "L'intero processo avviene in uno spazio di 100 miliardi di trilionesimo le dimensioni di una goccia d'acqua. Anche i migliori microscopi che abbiamo non sono abbastanza potenti per studiare questo in laboratorio."

Dando uno sguardo più da vicino

Questo è dove il lavoro Cho e Leuchter di entra. Hanno creato un modello al computer che simula una proteina necessaria chiamata metionil-tRNA sintetasi in una delle prime fasi di formazione delle proteine ​​in una cellula di batterio E. coli. Il loro modello consente loro di simulare con precisione i processi su scala molecolare e identificare e caratterizzare le strutture precedentemente sconosciuti e dettagli cruciali delle reazioni chimiche che possono poi essere utilizzati come bersagli farmacologici. Poi, uno sperimentatore in grado di verificare gli obiettivi di Cho e Leuchter identificano come critico in laboratorio.

"Per fortuna abbiamo un collaboratore nel dipartimento di chimica che è il massimo esperto in metionil-tRNA sintetasi, Rebecca Alexander", ha detto Cho. "E 'davvero bello avere l'autorità in materia nella prossima costruzione in modo che lei possa dire di sì, abbiamo identificato un nuovo obiettivo o no, non ne abbiamo."

Nuovi modi per combattere la malattia

Cho ha detto che il prossimo passo nella ricerca sarà quello di modificare il modello di computer in modo che possa essere utilizzato per esaminare altre proteine.

"Ci sono 20 altre proteine ​​simili a quello il nostro modello è progettato per analizzare", ha detto Cho. "Speriamo imparando su questo possiamo applicare alcuni degli stessi approcci altre proteine."

Leuchter detto capire come interrompere la formazione di proteine ​​differenti tramite modelli di computer è un passo importante verso venire con nuovi trattamenti per il cancro.

"Il nostro modello potrebbe essere fondamentale nella ricerca di nuovi obiettivi farmaceutici," ha detto. "Si potrebbe anche smettere di una proteina difettosa formazione."

Inoltre, modelli come loro possono essere utilizzati per sviluppare nuovi antibiotici per uccidere i batteri resistenti ai farmaci o "super-bug."

"E se potessimo trasformare importanti reazioni fuori nei batteri?" Chiese Cho. "Un quadro più chiaro di ciò che sta realmente accadendo all'interno di una cella ci aiuterà a capire che cosa è un'interazione importante in termini di produzione di proteine ​​e ciò che non lo è."

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