211service.com
Labāki proteīnu attēli
MIT pētnieki ir ievērojami palielinājuši kodolmagnētiskās rezonanses (NMR) spektroskopijas jutīgumu - analītisku paņēmienu, kas var sniegt detalizētus attēlus par sarežģītu molekulu, piemēram, proteīnu, struktūrām. Uzlabota KMR varētu palīdzēt zāļu uzņēmumiem ātri pārbaudīt potenciālo terapiju bibliotēkas. To var arī izmantot kādu dienu, lai pārbaudītu pacientus, vai tajā nav neparastu proteīnu, piemēram, tādu, kas smadzenēs uzkrājas Alcheimera un Hantingtona slimības rezultātā.
Olbaltumvielu zonde: Šī KMR zonde, kas ir mazāka par kredītkarti, ievērojami palielina analītiskās tehnikas jutīgumu. Zonde izmanto lētu, vienkāršu vara gabalu, kas līdzīgs mobilā tālruņa antenai.
Līdz šim KMR izmantošana ir bijusi ierobežota, jo tehnika ir dārga un laikietilpīga, un tas prasa pētniekiem savākt salīdzinoši lielus molekulas paraugus, kurus viņi vēlētos pētīt. MIT metode, kas balstās uz jauna veida magnētisko zondi, varētu samazināt laiku, kas nepieciešams šo testu veikšanai, par 100, lēš Arnolds Švarcs, bijušais pētniecības un attīstības direktors. Variants , KMR iekārtu ražotājs, kas atrodas Palo Alto, Kalifornijā. Šī ir ļoti jauna pieeja, salīdzinot ar pēdējo 30 gadu laikā izmantotajām metodēm, saka Švarcs.
KMR spektroskopija sniedz pētniekiem informāciju par molekulu ķīmisko sastāvu un trīsdimensiju struktūru. KMR ļauj veikt mērījumus starp atomiem un noskaidrot molekulas struktūru, saka Jaels Magvairs , kurš izstrādāja jauno KMR zondi savam disertācijas darbam MIT Media Lab un prezentēja darbu šonedēļ Eiropas simpozijā Olbaltumvielu biedrība Cīrihē, Šveicē.
Rīkam proteīnu ķīmiskās struktūras noteikšanai ir liela potenciāla klīniskā nozīme, saka Šuguangs Džans , MIT Biomedicīnas inženierijas centra asociētais direktors. Piemēram, olbaltumvielu zāļu aktivitāte ir atkarīga no olbaltumvielu formas. Un tiek uzskatīts, ka nepareizu olbaltumvielu uzkrāšanās smadzenēs ir neirodeģeneratīvo slimību, piemēram, Alcheimera slimības, cēlonis. Rentgenstaru kristalogrāfija var sniegt strukturālu informāciju, kas ir līdzīga KMR spektrometrijas sniegtajai informācijai, taču var būt nepieciešami gadi, lai olbaltumvielas kristalizētos, saka Magvaire, un ne visi proteīni kristalizēsies.
Tā kā radiofrekvences signāli, uz kuriem balstās KMR spektroskopija, ir ļoti vāji, eksperimentu veikšanai ir nepieciešami lieli paraugi. Instrumentiem ir nepieciešami arī lieli, spēcīgi magnēti, kas veicina to izmēru un izmaksas. Tādējādi bioķīmiķiem ir bijusi ierobežota piekļuve iekārtām. Magvaire un viņa līdzstrādnieki, kuru vidū ir Džans un Nīls Gēršenfelds no MIT bitu un atomu centra, vēlas padarīt KMR plašāk pieejamu. Mēs sapņojam padarīt to par galda iekārtu katrā laboratorijā un slimnīcā, saka Magvaire.
Tradicionālajā NMR izmanto spoles, lai noteiktu radiofrekvences signālus, ko rada daži atomi, tostarp ūdeņradis un ogleklis, kad tie tiek pakļauti magnētiskajam laukam. Taču spoļu sarežģītā forma apgrūtina to turpmāku miniaturizāciju. Turpretim MIT pētnieki izgatavoja ļoti jutīgu NMR zondi no plakanas vara sloksnes, kas ir līdzīga klēpjdatoru un mobilo tālruņu antenām. To ir vienkārši izgatavot, saka Magvaire. Tās var izgatavot tie paši uzņēmumi, kas ražo antenas. Ātra griešana ar lāzeru izveido nelielu caurumu, no kura var izplūst magnētiskais lauks.
Līdz šim MIT pētnieki ir izmantojuši zondi, lai apstiprinātu zināmās struktūras. Testos ar proteīnu, ko sauc par ribonukleāzi, viņi varēja izmantot 3000 reižu mazāk savienojuma, nekā parasti nepieciešams KMR spektroskopijas veikšanai; saharozes testos viņi izmantoja 10 000 reižu mazāk.
Džans sagaida, ka jutīgāko KMR sistēmu vispirms pieņems strukturālie biologi, pēc tam medicīnas aprindas. Tā kā arvien vairāk cilvēku citās jomās, tostarp medicīnas zinātnē un klīnikās, vairāk apzinās KMR spēku un jutīgumu proteīnu konformācijas slimību diagnostikā, viņi to neizbēgami izmantos, viņš saka.
Tagad Maguire cer integrēt mazākus magnētus ar spektrometriem, lai tie patiešām ietilptu uz galda virsmām. Viņš arī cer integrēt vairākas KMR zondes ar mikrofluidiskām mikroshēmām turpmākiem klīniskiem testiem, kas meklē vairākus biomarķierus (piemēram, nepareizi salocītus proteīnus) pacienta asinīs vai mugurkaula šķidrumā.