Komórki jako obwody

Źródło: Effat Emamian i Ali Abdi

Oczekiwano, że mapa ludzkiego genomu wywoła rewolucję w odkrywaniu leków. Ale zachowanie komórek jest determinowane przez interakcje setek różnych białek w tak zwanych szlakach sygnałowych, a ustalenie, które interakcje zachodzą w chorobie, okazało się znacznie trudniejsze, niż sądzili ludzie.

Ta historia była częścią naszego wydania ze stycznia 2009

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Teraz w badaniu prowadzonym przez naukowców z New Jersey Institute of Technology (NJIT) wykorzystano analizę obwodów do identyfikacji cząsteczek, które odgrywają największą rolę w szlakach sygnałowych komórek. Naukowcy są przekonani, że ich praca może zaoszczędzić czas i pieniądze badaczy leków, identyfikując obiecujące cele leków.

Powyższy diagram przedstawia tylko połowę ścieżki, która reguluje produkcję cząsteczki zwanej CREB (czerwona), która bierze udział w tworzeniu pamięci. Ścieżka jest reprezentowana jako zestaw bramek logicznych, podstawowych elementów układów cyfrowych. Na przykład bramka OR wytwarza dane wyjściowe, jeśli otrzyma którykolwiek ze swoich sygnałów wejściowych: tutaj oznacza to, że jedna z dwóch cząsteczek reguluje wytwarzanie następnej cząsteczki na ścieżce. Chociaż każdy etap ścieżki został dobrze zbadany w laboratoriach biologicznych, diagram przedstawia ilościowy zakup w całej sieci.

Jedna cząsteczka w tej sieci, PP2B (niebieska), jest badana jako cel dla leków na schizofrenię. Jednak analiza naukowców pokazuje, że PP2B jest mniej ważny dla regulacji CREB niż kanały wapniowe typu P/Q (pomarańczowy). PP2B odgrywa rolę w wielu innych ścieżkach, więc ukierunkowanie na niego może mieć niefortunne skutki uboczne. Kanały wapniowe są celem leków już zatwierdzonych do leczenia innych zaburzeń, więc mogą być również bezpieczniejszym celem leków na schizofrenię.

Naukowcy zastosowali swoje podejście do trzech różnych ścieżek sygnałowych, a ich przewidywania były zgodne z wynikami eksperymentów. Effat Emamian, który kierował badaniami, założył firmę, która sprzedaje analizy ścieżek sygnałowych firmom farmaceutycznym.

ukryć