കൂടുതൽ ഫലപ്രദമായ മരുന്നുകൾക്കായി തിരയാൻ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന പ്രോട്ടീനുകളുടെ 'റിമോട്ട് കൺട്രോളുകൾ' അവർ കണ്ടെത്തുന്നു

പിന്തുടരുക

ബാഴ്‌സലോണയിലെ സെന്റർ ഫോർ ജെനോമിക് റെഗുലേഷനിലെ (സിആർജി) ഒരു ശാസ്ത്രസംഘം വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഒരു പുതിയ നൂതന സാങ്കേതികത, പ്രോട്ടീനുകളുടെ പ്രവർത്തനത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന, കൂടുതൽ ഫലപ്രദമായ മരുന്നുകൾ നേടുന്നതിനുള്ള ലക്ഷ്യങ്ങളായി ഉപയോഗിക്കാവുന്ന 'റിമോട്ട് കൺട്രോളുകളുടെ' അസ്തിത്വം കണ്ടെത്തി. ഡിമെൻഷ്യ, കാൻസർ, പകർച്ചവ്യാധികൾ തുടങ്ങിയ വിവിധ പാത്തോളജികളിൽ ഫലപ്രദമാണ്.

ഈ 'റിമോട്ട് കൺട്രോളുകൾ' ശാസ്ത്രീയമായി അലോസ്റ്ററിക് സൈറ്റുകൾ എന്നാണ് അറിയപ്പെടുന്നത്. പ്രോട്ടീന്റെ പ്രവർത്തന സൈറ്റിൽ നിന്ന് ദൂരെയുള്ള വിദൂര നിയന്ത്രണങ്ങളാണിവ, എന്നാൽ അത് നിയന്ത്രിക്കാനോ മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യാനോ ഉള്ള ശേഷിയുണ്ട്," ഈ ബുധനാഴ്ച "നേച്ചർ" ജേണലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പഠനത്തിന്റെ ആദ്യ സഹ-രചയിതാവ് ജൂലിയ ഡൊമിംഗോ വിശദീകരിച്ചു. എബിസി. കൂടാതെ അദ്ദേഹം ഒരു ഉപമ കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നു: "ആ റിമോട്ട് കൺട്രോൾ ഉപയോഗിച്ച് നിങ്ങൾക്ക് ലൈറ്റ് ബൾബ് ഓണാക്കാനും ഓഫാക്കാനും അല്ലെങ്കിൽ പ്രകാശത്തിന്റെ തീവ്രത നിയന്ത്രിക്കാനും കഴിയും."

ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, തടങ്കലിൽ അവയുടെ മാറ്റം വരുത്തിയ പ്രവർത്തനം നിലനിർത്തുന്ന പ്രോട്ടീനുകളുടെ പ്രവർത്തനത്തെ തടയാനോ നിയന്ത്രിക്കാനോ ഉദ്ദേശിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ക്യാൻസറിന്റെ കാര്യത്തിൽ, ഒരു മ്യൂട്ടേഷൻ നേടിയ പ്രോട്ടീനുകൾ അവയുടെ പ്രവർത്തനക്ഷമതയിൽ മാറ്റം വരുത്തുന്നു, അവ അസാധാരണമായി അങ്ങനെ ചെയ്യുന്നു, കോശം അസാധാരണമായി വളരുന്നു. മിക്ക കേസുകളിലും, ഈ അസാധാരണ പ്രവർത്തനത്തെ മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യാനോ തടയാനോ കഴിയുന്ന മരുന്നുകളൊന്നും ഇല്ല അല്ലെങ്കിൽ ഉണ്ടെങ്കിൽ, അവ നിർദ്ദിഷ്ടമല്ല മാത്രമല്ല സാധാരണയായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന മറ്റ് പ്രോട്ടീനുകളിൽ നിന്ന് പുറത്തുവിടുകയും ചെയ്യുന്നു.

പരമ്പരാഗതമായി, മയക്കുമരുന്ന് വേട്ടക്കാർ പ്രോട്ടീന്റെ സജീവ സൈറ്റിനെ ലക്ഷ്യം വയ്ക്കുന്ന ചികിത്സകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുണ്ട്, അതിന്റെ ചെറിയ പ്രദേശം ടാർഗെറ്റുകൾ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഓർത്തോസ്റ്റെറിക് മരുന്നുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ മരുന്നുകളുടെ പോരായ്മ, പല പ്രോട്ടീനുകളുടെയും സജീവ സൈറ്റുകൾ വളരെ സാമ്യമുള്ളവയാണ്, മരുന്നുകൾ ഒരേ സമയം നിരവധി വ്യത്യസ്ത പ്രോട്ടീനുകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുകയും തടയുകയും ചെയ്യുന്നു, സാധാരണയായി പ്രവർത്തിക്കുന്നവയും സ്പർശിക്കാൻ താൽപ്പര്യമില്ലാത്തവയും. പാർശ്വഫലങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കാം.

“അവിടെ അദ്ദേഹം അലോസ്റ്റീരിയ എന്ന ആശയത്തിലേക്കും മയക്കുമരുന്ന് രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാനുള്ള സാധ്യതയിലേക്കും പ്രവേശിച്ചു. അലോസ്റ്റെറിക് സൈറ്റുകളെക്കുറിച്ചുള്ള രസകരമായ കാര്യം, അവ ഓരോ പ്രോട്ടീനിനും പ്രത്യേകമാണ് എന്നതാണ്. ഈ അലോസ്റ്റെറിക് സൈറ്റുകൾ പ്രോട്ടീൻ ഉപരിതലത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗം കണ്ടെത്തുകയാണെങ്കിൽ, അത് ആ പ്രോട്ടീന് വളരെ പ്രത്യേകമായിരിക്കും. കൂടുതൽ ഫലപ്രദമായ മരുന്നുകൾക്കായി ഞങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്നു," ഗവേഷകൻ ചൂണ്ടിക്കാട്ടുന്നു.

“ഈ ചികിത്സാ സൈറ്റുകൾ സമൃദ്ധമാണെന്ന് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തുക മാത്രമല്ല, അവ വ്യത്യസ്ത രീതികളിൽ കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ കഴിയുമെന്നതിന് തെളിവുകളുണ്ട്. അവയെ ഓണാക്കുന്നതിനും ഓഫാക്കുന്നതിനുപകരം, ഒരു തെർമോസ്റ്റാറ്റ് പോലെ നമുക്ക് അവരുടെ പ്രവർത്തനം മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യാം. ഒരു എഞ്ചിനീയറിംഗ് വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന് നോക്കിയാൽ, നമ്മൾ സ്വർണ്ണം നേടിയത് പോലെയാണ്, കാരണം അത് ചീത്തയിലേക്ക് പോകുകയും നല്ലതിനെ ഒഴിവാക്കുകയും ചെയ്യുന്ന 'സ്മാർട്ട് മരുന്നുകൾ' രൂപകല്പന ചെയ്യാൻ ധാരാളം ഇടം നൽകുന്നു", സിആർജിയിലെ പോസ്റ്റ്ഡോക്ടറൽ ഗവേഷകനായ ആന്ദ്രേ ഫൗർ വിശദീകരിക്കുന്നു. ലേഖനത്തിന്റെ ആദ്യ സഹ-രചയിതാവും.

വ്യത്യസ്ത വീക്ഷണകോണുകളിൽ നിന്ന് മനുഷ്യ പ്രോട്ടീൻ PSD95-PDZ3 കാണിക്കുന്ന ത്രിമാന ചിത്രം. ഒരു തന്മാത്രയെ മഞ്ഞ നിറത്തിൽ സജീവ സൈറ്റിലേക്ക് ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതായി കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. നീല മുതൽ ചുവപ്പ് വരെയുള്ള വർണ്ണ ഗ്രേഡിയന്റ് സാധ്യമായ അലോസ്റ്റെറിക് സൈറ്റുകളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു - André Faure/ChimeraX

ഈ കണ്ടെത്തലിനായി, ഒരു പ്രോട്ടീനും ഒരു വ്യവസ്ഥാപിത രൂപവും എല്ലാ സൈറ്റുകളുമായും ആഗോളതലത്തിൽ കണ്ടുമുട്ടാൻ അനുവദിക്കുന്ന ഒരു രീതിയാണ് ടീം ഉപയോഗിച്ചത്. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, അവർ നമ്മുടെ മനുഷ്യ പ്രോട്ടീമിൽ സമൃദ്ധമായ രണ്ട് പ്രോട്ടീനുകൾ തിരഞ്ഞെടുത്തു. പ്രോട്ടീൻ ഉപരിതലത്തിന്റെ 50% അലോസ്റ്റെറിക് സാധ്യതയുള്ളതാണ്. ഞങ്ങളുടെ രീതി അലോസ്റ്റെറിക് സൈറ്റുകളുടെ ഒരു അറ്റ്ലസ് നിർമ്മിക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു, ഇത് ഫലപ്രദമായ മരുന്നുകൾക്കായി തിരയുന്ന പ്രക്രിയ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമാക്കും," ജൂലിയ ഡൊമിംഗോ ഉറപ്പുനൽകുന്നു.

പഠന രചയിതാക്കൾ ഡബിൾ-ഡെപ്ത്ത് പിസിഎ (ഡിഡിപിസിഎ) എന്ന ഒരു സാങ്കേതികത വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, അതിനെ അവർ "ബ്രൂട്ട് ഫോഴ്സ് പരീക്ഷണം" എന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കുന്നു. "എന്തെങ്കിലും എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്നതിന്റെ പൂർണ്ണമായ ചിത്രം രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് ആയിരക്കണക്കിന് വ്യത്യസ്ത വഴികളിലൂടെ ഞങ്ങൾ കാര്യങ്ങൾ തകർക്കുന്നു," CRG-യിലെ സിസ്റ്റംസ് ബയോളജി പ്രോഗ്രാമിന്റെ കോർഡിനേറ്ററും പഠനത്തിന്റെ രചയിതാവുമായ ICREA റിസർച്ച് പ്രൊഫസർ ബെൻ ലെഹ്നർ വിശദീകരിക്കുന്നു. “ഒരു സ്പാർക്ക് പ്ലഗ് മോശമാണെന്ന് നിങ്ങൾ സംശയിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, അത് പരിശോധിക്കുന്നതിനുപകരം, മെക്കാനിക്ക് മുഴുവൻ കാറും വേർതിരിച്ച് എല്ലാ ഭാഗങ്ങളും ഓരോന്നായി പരിശോധിക്കും. പതിനായിരം കാര്യങ്ങൾ ഒരേസമയം വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, ശരിക്കും പ്രധാനപ്പെട്ട എല്ലാ ഭാഗങ്ങളും ഞങ്ങൾ തിരിച്ചറിയുന്നു.

അടുത്തതായി, ലാബ് ഫലങ്ങൾ വ്യാഖ്യാനിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ആർട്ടിഫിഷ്യൽ ഇന്റലിജൻസ് അൽഗോരിതങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

അലോസ്റ്റെറിക് സൈറ്റുകൾ കണ്ടെത്തുന്നതിന് ആവശ്യമായ പ്രക്രിയ ലളിതമാക്കുന്നതിനു പുറമേ, ഈ രീതിയുടെ വലിയ നേട്ടങ്ങളിലൊന്ന്, ലോകത്തിലെ ഏത് ഗവേഷണ ലബോറട്ടറിക്കും താങ്ങാനാവുന്നതും ആക്സസ് ചെയ്യാവുന്നതുമായ സാങ്കേതികതയാണിത്. “ഇതിന് അടിസ്ഥാന മോളിക്യുലാർ ബയോളജി റിയാക്ടറുകളിലേക്കും ഡിഎൻഎ സീക്വൻസറിലേക്കും കമ്പ്യൂട്ടറിലേക്കും പ്രവേശനം ആവശ്യമാണ്. ഈ മൂന്ന് ഘടകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച്, 2-3 മാസത്തിനുള്ളിൽ ഏത് ലബോറട്ടറിക്കും, ഒരു ചെറിയ ബജറ്റിൽ, അവർക്ക് താൽപ്പര്യമുള്ള പ്രോട്ടീനിൽ ഈ പരീക്ഷണം നടത്താൻ കഴിയും, ”ജൂലിയ ഡൊമിംഗോ ഉറപ്പുനൽകുന്നു. മനുഷ്യ പ്രോട്ടീനുകളുടെ അലോസ്റ്റെറിക് സൈറ്റുകൾ ഓരോന്നായി വേഗത്തിലും സമഗ്രമായും മാപ്പ് ചെയ്യാൻ നമ്മുടെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുമെന്നാണ് ഗവേഷകരുടെ പ്രതീക്ഷ. “നമുക്ക് മതിയായ ഡാറ്റ ഉണ്ടെങ്കിൽ ഒരു ദിവസം നമുക്ക് ഒരു പടി കൂടി മുന്നോട്ട് പോയി പ്രോട്ടീൻ ശ്രേണിയിൽ നിന്ന് പ്രവർത്തനത്തിലേക്ക് പ്രവചിക്കാം. ഒരു പ്രോട്ടീനിലെ ഒരു നിശ്ചിത മാറ്റം ഒരു രോഗമായി മാറാൻ പോകുകയാണോ എന്ന് പ്രവചിക്കാൻ മികച്ച ചികിത്സകളായി അവരെ നയിക്കാൻ ഈ ഡാറ്റ ഉപയോഗിക്കുക, ”ഗവേഷകൻ ഉപസംഹരിച്ചു.