Undersøgelse ændrer langvarige koncepter for celleafkodning

Forskere ved National Institute on Drug Abuse (NIDA) Intramural Research Program (IRP) har afsløret beviser, der viser en mere kompleks og omfattende rolle for kroppens hårdtarbejdende G-proteinkoblede receptorer (GPCR'er) end tidligere antaget, foreslår et konceptuelt fremskridt inden for biokemi og farmakologi. Med mere end 800 medlemmer i det menneskelige genom, GPCR'er er den største familie af proteiner, der er involveret i afkodning af signaler, når de kommer ind i cellen og derefter tilpasser cellens funktion som reaktion. NIDA er en del af National Institutes of Health.

Manipulering af, hvordan celler reagerer på signaler, er nøglen til udvikling af ny medicin. Selvom farmakologer har studeret GPCR'er i mange år, der er stadig en debat om, hvordan de fungerer - er det isolerede enheder, der tilfældigt kolliderer med hinanden, eller er de bevidst koblet sammen for at modtage signaler? NIDA-forskerne konkluderer, at GPCR'er er en del af meget komplicerede præ-koblede makromolekylære komplekser. Kort fortalt, de fungerer som små computerenheder, der optimalt indsamler og behandler information, der kommer ind i cellen, lader cellerne tilpasse sig og ændre deres funktion.

"Disse resultater repræsenterer mange års kompleks og meget nuanceret videnskab, følger sporet, mens kemiske signaler bevæger sig gennem kroppen på celleniveau, " sagde NIDA-direktør Nora D. Volkow, M.D. "Denne bemærkelsesværdige opdagelse vil åbne nye veje for medicinudvikling til afhængighed, smerter og andre tilstande, tilbyder mere præcise mål med færre bivirkninger."

"Det specifikke makromolekylære kompleks, der er undersøgt i denne undersøgelse, har terapeutiske implikationer ikke kun for afhængighed, men også for Parkinsons sygdom og skizofreni, " sagde Dr. Sergi Ferré, som ledede holdet af videnskabsmænd. "At opdage, at disse proteiner interagerer med andre signaler i præformede komplekser, giver os mere præcise mål for medicinudvikling."

For at optrevle den komplekse rejse af kroppens GPCR'er, videnskabsmænd brugte biofysiske værktøjer, inklusive fluorescerende biosensorer; biokemiske værktøjer, såsom cellesignalering i neuronale kulturer; samt beregningsmodeller.