Ny teknik åbner nye forskningsmuligheder for nye lægemidler og velsmagende mad

Forskere ved Wageningen University har udviklet en ny teknik, der åbner nye muligheder for forskning i nye lægemidler og mere velsmagende, sundere mad. Den nye tilgang kaldes 'receptomics' og blev offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Sensors. Teknikken måler reaktionen fra mange forskellige receptorproteiner på serier af ekstrakter eller rene stoffer i en flowcelle, og forudsiger reaktioner i menneskekroppen, dermed reduceres behovet for testpaneler eller dyreforsøg. Receptomics -teknikken kan også være nyttig til udvikling af personlig mad og medicin.

Vores kroppe indeholder en lang række receptorer - proteiner, der registrerer stoffer og videregiver signaler til cellen, som de er knyttet til. Mennesker har tunge- og næseceptorer til at detektere aromaer og smag, for eksempel, men også receptorer i tarmene til påvisning af hormoner, som sikrer, at tarmcellerne foretager den korrekte handling, såsom at optage eller fordøje et bestemt næringsstof fra tarmen. Alle disse receptorproteiner kodes af gener.

Mikroskopisk små dråber

Wageningens forskere 'trykte' DNA'et for mange receptorproteiner som små dråber på glasskiver, danner pletter i et gittermønster, der dækker cirka en kvadratcentimeter. I hver DNA -dråbe, de inkluderede også DNA, der koder for et farvet signalprotein, der visuelt kan rapportere responsen af ​​receptorproteinet.

Celler dyrkes på glasskiven oven på DNA -gitteret. De to typer DNA på hvert sted absorberes i cellerne. Cellerne bruger DNA'et til at lave receptorproteinet og det farvede signalprotein. Dette skaber små grupper af celler med størrelsen af ​​DNA -pletterne. Hver gruppe af celler producerer et unikt receptorprotein og det farvede signalprotein.

Glasskiven placeres derefter i en anordning, der pumper et meget tyndt lag væske hen over objektglasset. "Denne væske kan være et ekstrakt af en lægeplante, eller fra en almindelig tomat eller et æble, "siger Maarten Jongsma, molekylærbiolog ved Wageningen University &Research og koordinator af forskningen. "Nogle receptorproteiner vil reagere på væsken, der løber over cellerne. Takket være det farvede signalprotein, vi kan under et mikroskop bestemme, hvilke receptorproteiner der reagerer, og hvilke der ikke reagerer. "

Efter hver måling, cellerne 'vaskes' ved at pumpe en vaskevæske hen over cellerne for at fjerne aftrækkeren og vende tilbage til det normale. Cellerne er derefter klar til en ny prøveeksponering. På denne måde kan serier af prøver måles.

Smart matematik

Det sidste trin i studiet af responserne på receptorprotein er brugen af ​​smart og kraftfuld statistik og software. Jongsma siger, "Disse levende celler producerer ofte en variabel og kompleks reaktion på et ekstrakt, der er en sum af alt i ekstraktet, mængden af ​​DNA, der udtrykkes og værtscellens beskaffenhed. Derfor var det oprindeligt svært at drage konklusioner. "Jongsmas forskerhold, som omfatter cellebiologer, molekylære biologer, statistikere og softwareingeniører, udviklet software, der giver dem mulighed for let at finde denne nål i høstakken.

Med receptomics -teknikken, forskerne har nu et kraftfuldt nyt værktøj, der giver dem mulighed for at registrere svar på, sige, fødevarer eller lægeplanter med en lang række receptorproteiner og forudsiger virkninger hos mennesker.

Teknikken kan også tilbyde muligheder for at give mere underbygget personlig rådgivning om ernæring og medicin i fremtiden. Jongsma:"Hver person har et lidt andet sæt receptorproteiner. Ved at bestemme hvilke typer receptorprotein der er på en patients DNA og koble dem til receptomics analyseresultater, læger kan muligvis give endnu mere tilpasset rådgivning i fremtiden. "