Silkeorme giver nyt spin på klæbrige molekyler

Silkeorme er nyttige til mere end bare at lave stærke og absorberende snore af silkeagtig tråd til tekstilindustrien. En gruppe KAUST-forskere har nu lokket disse grublignende insekter til at gøre den menneskelige form for E-selectin, et kritisk adhæsionsmolekyle involveret i betændelse, kræft og andre sygdomsprocesser.

Arbejder med samarbejdspartnere på Kyushu University i Japan, biokemiker Jasmeen Merzaban og hendes team konstruerede silkeorme til at producere forskellige varianter af E-selectin. De studerede derefter, hvordan de forskellige adhæsionsproteiner interagerede med celler, opdager, at der er mere ved E-selectins molekylære klæbrighed, end hvordan dets terminale bindingsdomæne interagerer med målmolekyler.

For første gang, de har vist, at kritisk for binding er forbindelsesarmen til E-selectin-et gentaget område med variabel længde (kendt som det korte konsensus-gentagelsesdomæne), der strækker proteinets hånd til at tage celler ud af flow.

Længere bevæbnede E-selectiner er bedre til at forbinde blodstamceller, Merzaban og hendes kolleger rapporterer. Men den hastighed, hvormed E-selectin griber cellerne, virker kun kontrolleret af proteinets hånd og håndled-lektinet og de epidermale vækstfaktorlignende domæner, henholdsvis.

Resultaterne kaster lys over den naturlige handel med blodkomponenter ind i og ud af væv. De kan også forklare, hvordan useriøse kræftceller i blodet fanges i fjerne organer for at frø nye tumorer i hele kroppen.

"Evaluering af evnen af ​​komponenter i E-selectin-molekylet til at blokere vedhæftningsinteraktioner baseret på vores arbejde kan generere resultater med terapeutiske konsekvenser, "Siger Merzaban.

Hun og medlemmer af hende undersøger i øjeblikket potentialet for lab-dyrkede E-selectin-proteiner til at tjene som lokkefugle i kroppen. Disse molekyler skal komme mellem kræftceller og naturlige E-selectiner fundet i blodkar eller i knoglemarven, og derved reducere metastaseringshastigheden, hovedårsagen til kræftrelateret død, eller forhindre tumorceller i at gemme sig væk i organer, hvor de er beskyttet mod kemoterapi.

For at fremstille mere E-selectin, holdet vil igen opdrive et stort antal transgene cremede hvide silkeorme. Andre muligheder for storstilet proteinproduktion florerer, herunder brug af ovarieceller fra kinesisk hamster og bakteriekultursystemer. Men gnaverceller kan være dyre og ineffektive ved fremstilling af rekombinante proteiner, og bakterier kan ikke altid trofast kopiere aspekter af pattedyrs proteinbiologi.

"Silkeormsekspressionssystemet giver fordelen ved at producere funktionelle pattedyrsproteiner i stor skala med høje udbytter til lave omkostninger, "siger Fajr Aleisa, undersøgelsens første forfatter og en tidligere ph.d. elev i Merzabans laboratoriegruppe.