Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

'Watershed' -funnet avslører planters medisinske hemmeligheter

Anonim

Metaboloner, nær-mytiske klynger av enzymer, har blitt oppdaget for første gang. Ved hjelp av fluorescerende koder og mikroskopi - molekylær filmteknologi - har forskere bekreftet deres eksistens, og dermed låse opp planters hemmelige medisinske verktøykasse.

annonse


Oppdagelsen har blitt hyllet som en "milepæl", og journal Science kalt det "et vannområde i metabolsk forskning". Papiret, som er omtalt i et nylig utgitt utgave av Science, viser hvordan planter aktiverer komplekse mekanismer i konsert for å reagere så effektivt på utfordringer i sitt miljø.

"Prisen kommer fra det faktum at forskere har latt etter metaboloner i 40 år, " sa Bjoern Hamberger, Michigan State University syntetisk biolog og medforfatter av papiret. "Å gjenvinne planters produksjonsmekanismer er nøkkelen til å utnytte plantens medisinske krefter."

I løpet av de siste fire tiårene, trodde forskere at metabolitter må eksistere fordi de ikke kunne forklare hvordan enzymer jobbet sammen for å forsvare planter mot angrep med så høy effektivitet uten x-faktoren av metaboloner. Deres evne til å komme sammen når en angrepsalarm lyder, kombinert med deres fantom evne til å spre seg når jobbene deres er gjort, gjorde metaboloner umulig å klemme seg ned og dissekere.

"Metabolons kontinuerlige evne til å samle og dissemble gjør dem notorisk vanskelig å studere, " sa Hamberger, som var en del av et tidligere kolleger fra Københavns Universitet som ledet studien.

Men nå, ved hjelp av fluorescerende fusjonsproteiner, var teamet i stand til å belyse mekanismene og filme dem i levende celler ved hjelp av mikroskopi. De molekylære filmene fokuserer på endoplasmatisk retikulum, eller ER, en cellulær motorvei av rørformede membraner og sekker, og fanger de hurtige bevegelsene av metaboloner langs ER.

"Med vårt spøkelsesgrønne grid, kan vi dokumentere ikke bare bevegelsen av enzymer langs ER, men også vise at hele strømmen er dynamisk, " sa Hamberger.

"Vi har nå tegningene for å fange disse strukturene, biosyntetisere dem og bygge de samme veiene i andre organismer."

Å finne tegningene åpner en spennende ny dør til Hamberger's lab på MSU. For eksempel inneholder thunder god plante, brukt i tradisjonell kinesisk medisin, triptolid, som har vist seg å effektivt behandle kreft og leddgikt hos dyr.

Hamberger håper å kartlegge triptolids metabolske bane, bioengineer det til mos og produsere triptolid i store mengder. Å overvinne denne hindringen vil tillate Hamberger å produsere nok triptolid til å bli testet gjennom kliniske studier.

Dette er bare en retning denne forskningen kan ta. Triptolides er en del av terpenoid-familien. Terpenoider brukes i andre potente medisinske behandlinger, smakende mat og utviklende dufter. Terpenoidens allsidighet og overflod av produkter det kan skape, fungerer som et plakatbarn av forskjellige slag for syntetisk biologi.

"Et av målene med vårt felt er å flytte verden fra å være et petroleumsbasert samfunn til en som er bio-basert, " sa Hamberger. "Det vil ta en sann tverrfaglig innsats for å flytte dette feltet fremover, og jeg håper at MSU vil være et hotspot der denne forskningen er sentrert."

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Michigan State University . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. T. Laursen, J. Borch, C. Knudsen, K. Bavishi, F. Torta, HJ Martens, D. Silvestro, NS Hatzakis, MR Wenk, TR Dafforn, CE Olsen, MS Motawia, B. Hamberger, BL Møller, J .-E. Bassard. Karakterisering av et dynamisk metabolon som produserer forsvarsforbindelsen dhurrin i sorghum . Science, 2016; 354 (6314): 890 DOI: 10.1126 / science.aag2347