Hvordan kan lamaer hjælpe med at besejre biologiske våben?

Som de fleste af os ved, lamaer er vores venner. De er bløde, godmodig og sjov at se, og deres navn har forskellen på at være et af kun 12 ord på det engelske sprog, der starter med en dobbelt-L (ifølge Websters Third New International Dictionary, Uforkortet). Men lidt vidste vi, at disse fuzzy, kamellignende væsner kan redde os alle, hvis enden kommer i form af et biologisk angreb.

I mange år, forskere har udviklet enheder kaldet biosensorer der kan opdage de første tegn på biologisk krigsførelse. Disse sensorer består af antistoffer, normalt klonede humane antistoffer kaldet immunoglobin G (IgG). IgG'er er et af de værktøjer, som det menneskelige immunsystem bruger til at opdage, målrette og ødelægge vira som kolera og kopper, som er blevet nævnt som potentielle biologiske våben. Specifikke antistoffer binder kun til specifikke virusantigener, så forskellige typer sensorer registrerer forskellige typer sygdomme (se Sådan fungerer dit immunsystem for at lære mere). Ideen er, at når disse antistofbaserede sensorer begynder at reagere-det vil sige, binder sig til partikler i luften - vi ved med det samme, at der er en biologisk trussel, og hvilken biologisk trussel det er.

Problemet med antistoffer som IgG er, at de er sarte. Antistoffer er proteinkæder, og IgG består af både tunge og lette kæder. Det betyder, at de er komplekse i struktur, med komplekse bindingsmetoder, hvilket gør dem dyre og tidskrævende at producere. Især de lette proteinkæder gør dem meget modtagelige for miljøforandringer. IgG har en kort holdbarhed, kræver køling, og hvis det udsættes for høje temperaturer - noget over ca. 65 F (150 F) - bryder det helt ned, gør sensoren ubrugelig. Gå ind i lama -antistof .

Lamaer, kameler og hajer producerer alle et antistof, der er utroligt robust . Det har ingen lette proteinkæder, kun tunge, gør det ikke kun hårdt, men også enkel , med et lille bindingssted (ca. en tiendedel af størrelsen af ​​bindingsstedet på et humant antistof). Forskere kan skabe disse enkelt-domæne antistoffer (sdAbs) hurtigt, som forskere har gjort ved U.S. Naval Research Laboratory i Washington, DC. Brug af små mængder blod hentet fra lamaer, forskere har opbygget et bibliotek med mere end en milliard sdAbs konstrueret til at binde til forskellige antigener. Fordi bindingsstedet er så lille, de er langt lettere og billigere at konstruere end andre former for antistoffer. Og deres enkelhed gør dem stærke:De har en meget længere holdbarhed end IgG, kræver ingen køling og forbliver helt intakte ved temperaturer op til 200 F (~ 90 C).

Brug af disse hårde, simple antistoffer, forskere kunne udvikle et bibliotek af sensorer til at opdage alle tænkelige biovåben-og derefter meget hurtigt udvikle antistoffer, der binder til nye trusler, når de kommer op. Anbragt i bærbare beholdere, soldater kunne bære disse lama-baserede biosensorer ind i feltet for at opdage en bio-trussel, så snart den bliver levedygtig. Temperatur- og tidsbegrænsninger ville ikke længere forhindre omfattende brug af biosensorer i ulendt terræn.

For mere information om lamaer, biologisk krigsførelse og beslægtede emner, tjek følgende links:

• Institut for Landbrugsøkonomi, NDSU:Llama
• Journal of Analytical Chemistry:Facile Generation of Heat-Stable Antiviral and Antitoxin Single Domain Antistists from a Semisynthetic Llama Library
• ScienceDaily:Nye biosensorer fra lamas blod - 5. december kl. 2006

Kilder

• Choi, Charles Q. "http://www.livescience.com/technology/061205_llama_blood.html
• Llamas meldte sig ind for at modvirke biologiske våben. "LiveScience.com. 5. december, 2006.
• Goldman, Ellen, et al. "Let generering af varmestabile antivirale og antitoksin enkelt domæne antistoffer fra et semisyntetisk lama-bibliotek." Analytisk kemi, ASAP artikel. 9. november kl. 2006.
• Kirkwood, Julie. "Det seneste våben mod terrorisme:lamaer." Eagle-Tribune. 4. december kl. 2006.
• "Nye biosensorer fra lamas blod." ScienceDaily.com. 5. december kl. 2006.