Из миллионов белков, 500 в семье киназы особенно важны для изобретения лекарства. Киназы – посыльные: Они поставляют сигналы, которые регулируют и организуют действия других белков. Надлежащая деятельность киназы поддерживает здоровье.
Нерегулярная деятельность связана с раком и другими болезнями. Поэтому много наркотиков стремятся или повысить или подавить деятельность киназы.Теперь Стэнфордские биоинженеры изобрели способ наблюдать и сообщить о поведении этих сигнальных белков, когда они идут о своей решающей работе в живых клетках.«Мы были в состоянии наблюдать многократные киназы, функционирующие в живых клетках, который является чем-то, что никто больше никогда не видел», сказал Маркус Коверт, доцент биоинженерии в Стэнфордском и ведущем авторе работы, опубликованной сегодня (19-го июня) в журнале Cell.
«Раковые образования могут появиться, когда киназа неуместно говорит клетке ‘расти, расти, расти’», отметил Коверт. «Перемена может также быть верной, если клетка достигает того, что должно быть концом ее нормальной продолжительности жизни, но киназа никогда не говорит, ‘умирают, умирают, умирают’».Используя новую технику исследователи могли наблюдать и выдержать сравнение, деятельность киназы в здоровом против больных клеток – тогда вводят экспериментальный препарат, чтобы видеть, как предложенное средство затрагивает живую клетку.До этого исследователи должны были бы распылить образец клетки, извлечь соответствующую киназу и измерить ее уровни.
Если бы они проектировали препарат, чтобы рассматривать условие, они должны были бы управлять экспериментальным средством к различной клеточной культуре, то распылить этот образец и просеять данные по деятельности киназы.Новая Стэнфордская техника позволяет исследователям прочитать действия кратного числа в живых клетках, и если они применяют экспериментальное лекарство, чтобы наблюдать какие-либо изменения, которые приводят к тому же самому образцу клетки
Коверт полагает, что этот процесс ускорит развитие новых наркотиков, нацеленных на раковые образования и другие условия, связанные с неисправностями киназы. Больше чем две дюжины таких наркотиков находятся на рынке или в развитии сегодня, от компаний включая Genentech, Amgen, Novartis, Roche и Такеду (см. список).Создание возвращающегося маяка
Серджи Регот, постдокторский ученый в лаборатории Убежища, провел больше чем год, развиваясь и совершенствуя процесс, который он обрисовал в общих чертах как первый автор статьи Клетки.Все это начинается с концептуального понимания того, как белки посыльного киназы передают сигналы.Передача сигналов белка – сложный каскад физических явлений в клетке. Сам белок – длинная цепь атомов.
Различные группы атомов в цепи выполняют различные функции. Некоторые атомы служат антенной или приемником, который направляет киназу к определенному местоположению.
После прибытия к ее месту назначения киназа передает свое сообщение, приказывая белку сделать что-то в клетке.Таким образом, у киназы по существу есть две части: Одна часть находит адрес в клетке, и другая часть передает сообщение.
Отслеживать деятельность этой сигнальной системы в живых клетках, Повторно полученных, придумало идею создать поддельное место назначения для киназы. Он назвал эту приманку Kinase Translocation Reporter (KTR). Он пометил KTRs с флуоресцентным белком, таким образом, он мог отследить их местоположения в клетке со специальными инструментами микроскопии. Он добавил еще один ключевой элемент к KTR: молекулярный выключатель, который указал, была ли киназа активной или бездействующей.
«Все это было более легкой мыслью, чем опытный, но в конце мы сделали это», был сказан.Отслеживая интенсивность флуоресцентного KTRs биоинженеры могли сказать, была ли киназа активной или бездействующей.
Киназы – важные регуляторы клеточной деятельности. Стэнфордская техника позволяет исследователям видеть, как определенные уровни деятельности киназы или способствуют здоровью или вызывают болезнь в живой клетке.
Команда убежища провела больше чем год, работая над техникой. До сих пор они успешно применили подход KTR к пяти киназам, и они полагают, что технология KTR могла быть расширена на другие киназы, чтобы сделать его широко доступным и полезным инструментом в изобретении лекарства.
«Предположите, что Вы хотели обнаружить новый препарат», сказал Коверт. «Вы могли бросить KTRs в клеточную культуру и наблюдать деятельность киназы при различных условиях».