BONYEZA
Mbinu mpya ya kibunifu iliyobuniwa na timu ya wanasayansi katika Kituo cha Udhibiti wa Genomic (CRG) huko Barcelona imegundua kuwepo kwa 'vidhibiti vingi vya mbali' vinavyodhibiti utendaji wa protini na ambavyo vinaweza kutumika kama shabaha za kufikia madawa yenye ufanisi zaidi. na ufanisi katika patholojia mbalimbali kama vile shida ya akili, saratani na maambukizi ya kuambukiza.
'Vidhibiti hivi vya mbali' vinajulikana kisayansi kama tovuti za allosteric. Hivi ni vidhibiti vya mbali ambavyo viko mbali na tovuti ya utendaji wa protini, lakini vina uwezo wa kuidhibiti au kuirekebisha", Júlia Domingo, mwandishi mwenza wa kwanza wa utafiti huo, ambao umechapishwa Jumatano hii kwenye jarida la "Nature". alielezea ABC. Na anaongeza simile: "Ni kana kwamba kwa kidhibiti hicho cha mbali unaweza kuwasha na kuzima balbu au kudhibiti ukubwa wa mwanga."
Katika kesi hii ambapo inakusudia kuzuia au kudhibiti shughuli za protini zinazodumisha kazi yao iliyobadilishwa katika kifungo. Kwa mfano, katika kesi ya saratani, protini ambazo zimepata mabadiliko hubadilishwa utendakazi wao, hufanya hivyo kwa njia isiyo ya kawaida na seli hukua isivyo kawaida. Mara nyingi, hakuna madawa ya kulevya ambayo yanaweza kurekebisha au kuzuia shughuli hii isiyo ya kawaida au, ikiwa kuna, sio maalum na pia hutolewa kutoka kwa protini nyingine zinazofanya kazi kwa kawaida.
Kijadi, wawindaji wa dawa za kulevya wameunda matibabu ambayo yanalenga tovuti inayotumika ya protini, ambayo eneo lake ndogo hutoa athari za kemikali ambapo malengo hufunga. Upungufu wa dawa hizi, zinazojulikana kama dawa za mifupa, ni kwamba maeneo hai ya protini nyingi yanafanana sana na madawa ya kulevya yamefunga na kuzuia protini nyingi tofauti kwa wakati mmoja, hata zile zinazofanya kazi kwa kawaida na zisizovutia kuguswa, inaweza kusababisha madhara.
“Hapo aliingia dhana ya allosteria na uwezo ulionao wa kutengeneza dawa. Jambo la kufurahisha kuhusu tovuti za allosteric ni kwamba ni maalum kwa kila protini. Ikiwa tovuti hizi za allosteric zitapata sehemu ya uso wa protini ambapo dawa inaweza kutua, itakuwa mahususi sana kwa protini hiyo. Tutaweza kutamani dawa zenye ufanisi zaidi”, adokeza mtafiti.
"Sio tu kwamba tunagundua kuwa tovuti hizi za matibabu ni nyingi, lakini kuna ushahidi kwamba zinaweza kubadilishwa kwa njia nyingi tofauti. Badala ya kuwasha na kuzima tu, tunaweza kurekebisha shughuli zao kama thermostat. Kwa mtazamo wa kihandisi, ni kana kwamba tumepiga dhahabu, kwa sababu inatupa nafasi kubwa ya kubuni 'dawa za akili' ambazo huenda kwa mbaya na kuruka nzuri", anafafanua André Faure, mtafiti wa baada ya udaktari katika CRG. na wa kwanza mwenza mwandishi wa makala.
picha ya pande tatu inayoonyesha protini ya binadamu PSD95-PDZ3 kutoka kwa maoni tofauti. Molekuli inaonyeshwa ikifunga kwenye tovuti inayotumika kwa rangi ya njano. Rangi ya samawati hadi nyekundu inaonyesha tovuti zinazowezekana za allosteric - André Faure/ChimeraX
Kwa ugunduzi huu, timu imetumia mbinu inayowaruhusu kuchukua protini na mfumo wa kimfumo na mkutano wa kimataifa na tovuti zote. Ili kufanya hivyo, wamechagua protini mbili nyingi sana katika proteome yetu ya binadamu. "50% ya uso wa protini una uwezo wa allosteric. Mbinu yetu inafanya uwezekano wa kutengeneza atlasi ya tovuti za allosteric, ambayo inaweza kufanya mchakato wa kutafuta dawa bora kuwa na ufanisi zaidi", anahakikishia Júlia Domingo.
Waandishi wa utafiti walitengeneza mbinu inayoitwa PCA ya kina-mbili (ddPCA), ambayo wanaelezea kama "jaribio la nguvu ya kinyama." "Tunavunja vitu kimakusudi kwa maelfu ya njia tofauti ili kuunda picha kamili ya jinsi kitu kinavyofanya kazi," anaelezea Profesa wa Utafiti wa ICREA Ben Lehner, Mratibu wa programu ya Biolojia ya Mifumo katika CRG na mwandishi wa utafiti huo. "Ni kama ukishuku kuwa cheche za cheche ni mbaya, lakini badala ya kuangalia tu, fundi atalitenganisha gari zima na kuangalia sehemu zote moja baada ya nyingine. Kwa kuchanganua mambo elfu kumi mara moja, tunatambua vipande vyote ambavyo ni muhimu sana.”
Kisha, tunatumia algoriti za akili bandia kutafsiri matokeo ya maabara.
Moja ya faida kubwa za njia hiyo, pamoja na kurahisisha mchakato muhimu wa kupata tovuti za allosteric, ni kwamba ni mbinu ya bei nafuu na inayopatikana kwa maabara yoyote ya utafiti duniani. "Inahitaji tu ufikiaji wa vitendanishi vya msingi vya baiolojia ya molekuli, ufikiaji wa mpangilio wa DNA na kompyuta. Kwa vipengele hivi vitatu, maabara yoyote katika muda wa miezi 2-3, yenye bajeti ndogo, inaweza kutekeleza jaribio hili la protini ya riba wanayotaka”, anahakikishia Júlia Domingo. Matumaini ya watafiti ni kwamba wanasayansi wetu watatumia mbinu hiyo kwa haraka na kwa ukamilifu ramani ya tovuti za allosteric za protini za binadamu moja baada ya nyingine. "Ikiwa tuna data ya kutosha labda siku moja tunaweza kwenda hatua moja zaidi na kutabiri kutoka kwa mlolongo wa protini hadi kufanya kazi. Tumia data hizi kuziongoza kama tiba bora kutabiri iwapo mabadiliko fulani katika protini yataharibika na kuwa ugonjwa”, alihitimisha mtafiti.
