Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Det kunstige enzymet som 'virker' naturlig

Anonim

Visse genetiske sykdommer stammer fra et underskudd av bestemte gener. Et enzym som forsterker gentranskripsjon kan være en levedyktig terapi i disse tilfellene, så lenge gener ikke stimuleres til å jobbe på feil kroppsdel. SISSA-forskere har skapt syntetiske "intelligente" enzymer som er i stand til å skille mellom aktive og inaktive gener og selektivt stimulere de tidligere.

annonse


Hver celle i kroppen (unntatt gameter) inneholder det komplette DNA av den personen den tilhører. Likevel, en neuron i hjernen skiller seg helt fra en levercelle - de utfører spesifikke funksjoner og syntetiserer proteiner på en helt annen måte. Årsaken til dette er at innen DNA i hver celle er noen gener enten "på" eller "av" avhengig av kravene til det spesifikke vev de tilhører. Dette betyr at når vi ønsker å stimulere gener til å jobbe hardere for å bekjempe en genetisk sykdom, må vi for eksempel målrette mot det aktuelle vevet og ikke hele kroppen (det kan forårsake alvorlig skade), noe som er alt annet enn enkelt.

"Vi har laget et enzym som er i stand til å" se "forskjellen og bare handle hvor det er hensiktsmessig, " sier prof Antonello Mallamaci fra International School for Advanced Studies (SISSA) i Trieste, som ledet den nylig publiserte studien som kan være funnet i tidsskriftet Nucleic acid Research. Mallamaci og Cristina Fimiani, en student ved SISSA og første forfatter av artikkelen, skapte syntetiske hybrid enzymer. "Hybrid" fordi, i motsetning til klassiske transkripsjonsfaktorer, som består nesten av proteiner, har de en proteinkomponent, men de gjenkjenner målgenet via en dedikert RNA-dekk, forklarer Fimiani.

"En kunstig RNA-programmerbar transkripsjonsfaktor ble tidligere utviklet i andre laboratorier ved å tamme bakterielle immunsystem. Vi er de første som er helt syntetiske, selv om deres viktigste funksjon ikke har noe å gjøre med dette faktum, sier notater Mallamaci. Faktisk stimulerer ikke våre enzymer gentransskripsjonen dramatisk, men på en måte som kan sammenlignes med endogene regulatorer. "Det kan virke som en ulempe først, men det er deres styrke, " sier Fimiani. "Deres arbeid foregår i det naturlige fysiologiske intervallet: de forsterker prosessen på en begrenset måte, og bare hvis genet er slått på." På denne måten kan ytterligere produksjon av proteinet bare forekomme i vev hvor gener er aktive, selv når enzymet administreres til hele organismen.

"Av denne grunn er våre enzymer gode kandidater for behandling av genhaploinsufficiencies, " sier Mallamaci. I de aller fleste tilfeller har en sunn organisme to kopier av hvert gen. Personer med haploinsuffisiens er imidlertid født med bare en kopi, og dette resulterer i et produksjonsunderskudd av et gitt protein. Denne tilstanden er grunnlaget for enkelte syndromer og nevrologiske sykdommer. "Hvis vi kan stimulere det gjenværende genet til å jobbe hardere, kan vi i enkelte tilfeller redusere symptomene på sykdommen, sier Fimiani.

"Forhåpentligvis vil studien tilskynde andre til å gjenta forskningen og bekrefte resultatene, sier Mallamaci." Samtidig jobber vi allerede med å forbedre molekylene våre og utvikle prosedyrer for å teste dem i levende dyr. "

Mer detaljert

Det var kvalitetsforskning som førte til utgivelsen av denne studien, og understreket betydningen av å trene unge forskere. Fimiani var student ved Universitetet i Trieste da hun startet denne studien ved SISSA for hennes avhandling. "Arbeidshypotesen var uortodoks og prosjektet var ganske risikabelt, sier Mallamaci, også sin avhandlingskoordinator. "I verste fall kunne hennes oppgavearbeid imidlertid ha vært bare pedagogisk, slik at hun kunne lære laboratorieteknikker som var nødvendige for alle studenter på dette feltet." Fimiani var imidlertid engang og til slutt oppnådde imponerende resultater til tross for noen tekniske og vitenskapelige vanskeligheter . Støtte fra SISSA bidro til å gjøre det mulig også. Fimiani fortsetter sine studier som kandidatstudent ved SISSA.

"Alt dette fant sted uten spesifikke midler til dette forskningsprosjektet, men heller gjennom midler som SISSA investerer i opplæring av studenter, " sier Mallamaci. "Dette betyr at fremragende studenter som Cristina kan dra nytte av muligheter her som kan bidra til deres faglige og profesjonelle fremtid."

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Sissa Medialab . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Cristina Fimiani, Elisa Goina, Antonello Mallamaci. Upregulerende endogene gener ved en RNA-programmerbar kunstig transaktivator . Nucleic Acids Research, 2015; gkv682 DOI: 10, 1093 / nar / gkv682