Ny måde at se på cellemembraner på kan ændre den måde, vi studerer sygdom på

En ny teknik til at studere intakte dele af cellemembraner kunne revolutionere undersøgelser af kræft, metaboliske og hjertesygdomme.

Membraner beskytter alle vores celler og organellerne i dem, herunder mitokondrier - cellens kraftcenter. Disse membraner er besat med biologiske maskiner fremstillet af proteiner, der gør det muligt for molekylær last at passere ind og ud.

At studere disse membranindlejrede maskiner i deres oprindelige tilstand er derfor afgørende for at forstå sygdomsmekanismer og give nye mål for behandlinger. Imidlertid, nuværende metoder til at studere dem involverer fjernelse af dem fra membranen, som kan ændre deres struktur og funktionelle egenskaber.

Nu et forskerhold, ledet af University of Oxford og herunder forskere fra Imperial College London, har demonstreret en teknik, der kan analysere strukturen af ​​intakte proteinmaskiner inden for membraner som helhed. Undersøgelsen er offentliggjort i dag i tidsskriftet Videnskab .

Lederforsker Dame Carol Robinson, fra University of Oxford, sagde:"Jeg var ikke sikker på, at dette nogensinde ville fungere; jeg troede, at membranmiljøet ville være for kompliceret, og vi ville ikke være i stand til at forstå resultaterne. Jeg er glad for, at det har gjort det, fordi det har givet os et helt nyt syn af en vigtig klasse af lægemiddelmål. "

Nye opdagelser gøres allerede

Teknikken indebærer at vibrere prøven ved ultralydsfrekvenser, så cellen begynder at falde fra hinanden. Elektriske strømme påførte derefter et elektrisk felt for at skubbe proteinmaskinerne ud af membranen og direkte ind i et massespektrometer - et instrument, der kan detektere et molekyls kemiske 'signatur', baseret på dens masse.

Ikke alene overlevede membranproteinmaskinerne udstødningen; analysen afslørede også, hvordan de kommunikerer med hinanden, bliver guidet til deres endelige placering og transporterer deres molekylære last ind i cellen.

Professor Steve Matthews, fra Institut for Biovidenskab på Imperial, sagde:"Med udviklingen af ​​denne metode, anvendelsen af ​​massespektrometri i biologien vil blive taget til et nyt niveau, bruge den til at gøre opdagelser, der ikke ville have været mulige før. "

Dr. Sarah Rouse, også fra Institut for Biovidenskab på Imperial, sagde:"Et mangeårigt spørgsmål om strukturen af ​​en membranmaskine fra mitokondrier er nu blevet løst ved hjælp af denne teknik. Mitokondrier er særligt interessante, fordi der er flere sygdomme, der specifikt retter sig mod dem, som vi nu måske kan designe nye terapier til. "