Οι βιοφυσικοί βρίσκουν έναν τρόπο να ρίξουν μια ματιά στο πώς λειτουργούν οι υποδοχείς μεμβράνης
Οι υποδοχείς μεμβράνης είναι πρωτεΐνες που καλύπτουν την κυτταρική μεμβράνη και επιτρέπουν στα κύτταρα να επικοινωνούν με το περιβάλλον τους. Διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο σε μια ποικιλία κυτταρικών διεργασιών, συμπεριλαμβανομένης της κυτταρικής ανάπτυξης, της διαφοροποίησης και του μεταβολισμού. Ωστόσο, η μελέτη των υποδοχέων μεμβράνης έχει προκληθεί λόγω της σύνθετης δομής και της δυναμικής τους φύσης.
Τώρα, οι βιοφυσικοί στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Berkeley, έχουν αναπτύξει έναν νέο τρόπο μελέτης υποδοχέων μεμβράνης χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται "μεταφορά ενέργειας συντονισμού φθορισμού μονού μορίου" (SMFRET). Αυτή η τεχνική επιτρέπει στους ερευνητές να μετρήσουν την απόσταση μεταξύ δύο σημείων σε ένα μόριο πρωτεϊνών με ακρίβεια κλίμακας νανομέτρου.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το SMFRET για να μελετήσουν τη δομή και τη δυναμική του υποδοχέα επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (EGFR), ενός υποδοχέα μεμβράνης που εμπλέκεται στην ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων. Διαπίστωσαν ότι το EGFR υποβάλλεται σε μια σειρά αλλαγών διαμόρφωσης κατά τη σύνδεση με τον συνδέτη του, EGF. Αυτές οι αλλαγές επιτρέπουν στο EGFR να αλληλεπιδρά με άλλες πρωτεΐνες και να ξεκινήσει έναν καταρράκτη σηματοδότησης που οδηγεί σε κυτταρική ανάπτυξη.
Οι ερευνητές λένε ότι η νέα τεχνική τους θα είναι χρήσιμη για τη μελέτη της δομής και της δυναμικής άλλων υποδοχέων μεμβράνης. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα κύτταρα επικοινωνούν με το περιβάλλον τους και πώς οι υποδοχείς μεμβράνης συμβάλλουν σε ασθένειες.
Πώς λειτουργεί το smfret;
Το SMFRET είναι μια τεχνική που χρησιμοποιεί δύο φθορίζουσες βαφές για να μετρήσει την απόσταση μεταξύ δύο σημείων σε ένα μόριο. Οι δύο βαφές συνδέονται με διαφορετικά μέρη του μορίου και όταν είναι κοντά, εκπέμπουν φως διαφορετικού χρώματος από ό, τι όταν είναι πολύ μακριά.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το SMFRET για να μετρήσουν την απόσταση μεταξύ δύο σημείων στο EGFR. Μία βαφή προσαρτήθηκε στην εξωκυτταρική περιοχή του EGFR και η άλλη βαφή προσαρτήθηκε στην περιοχή διαμεμβρανικής. Όταν το EGFR ήταν δεσμευμένο σε EGF, η απόσταση μεταξύ των δύο χρωστικών μειώθηκε, υποδεικνύοντας ότι το EGFR είχε υποβληθεί σε μεταβολή διαμόρφωσης.
Ποιες είναι οι συνέπειες αυτής της έρευνας;
Οι ερευνητές λένε ότι η νέα τεχνική τους θα είναι χρήσιμη για τη μελέτη της δομής και της δυναμικής άλλων υποδοχέων μεμβράνης. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα κύτταρα επικοινωνούν με το περιβάλλον τους και πώς οι υποδοχείς μεμβράνης συμβάλλουν σε ασθένειες.
Για παράδειγμα, οι ερευνητές λένε ότι η τεχνική τους θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να μελετήσει τη δομή και τη δυναμική των υποδοχέων συζευγμένων με πρωτεΐνη G (GPCRs). Τα GPCRs είναι μια μεγάλη οικογένεια υποδοχέων μεμβράνης που εμπλέκονται σε μια ποικιλία κυτταρικών διεργασιών, συμπεριλαμβανομένης της όρασης, της οσμής και της γεύσης. Η δυσλειτουργία των GPCRs έχει συνδεθεί με μια ποικιλία ασθενειών, όπως ο καρκίνος και οι καρδιακές παθήσεις.
Οι ερευνητές λένε ότι η τεχνική τους θα μπορούσε να βοηθήσει στον εντοπισμό νέων φαρμάκων που στοχεύουν GPCRs και άλλους υποδοχείς μεμβράνης. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για μια ποικιλία ασθενειών.
