Maitseretseptorite otsimine toob kaasa magusa edu

Maitseretseptorite otsimine toob kaasa magusa edu
Maitseretseptorite otsimine toob kaasa magusa edu
Anonim

6. aprill 2000 – Kasutades biokeemilisi vihjeid ulatuslike geneetiliste järjestuste andmebaaside otsimisel, on Harvardi meditsiinikooli Howard Hughesi meditsiiniinstituudi (HHMI) teadlased tuvastanud inimestel ja hiirtel kandidaatgeenide perekonna, mis kodeerivad seda. retseptorid, mis tunnevad mõru maitsega kemikaale.

Teadlaste sõnul avab avastus tee täiendavate retseptorite tuvastamiseks, mis tuvastavad mõru ja magusa maitse. See leid annab teadlastele ka uued sondid, mille abil saab jälgida maitse tajumise radade juhtmestikku ajju endasse.

Linda Buck, Harvardi meditsiinikooli HHMI uurija ning tema kolleegid Hiroaki Matsunami ja Jean-Pierre Montmayeur avaldasid oma leiud 6. aprillil 2000 ajakirjas Nature.

Bucki rühma mõru maitse retseptori geenide avastus täiendab hiljuti avaldatud leide sama geeniperekonna kohta teise uurimisrühma poolt, mida juhib San Diego California ülikooli HHMI uurija Charles Zuker. Zukeri töörühm avaldas oma tulemused ajakirja Cell 17. märtsi 2000. aasta numbris.

Retseptorid on valgud, mis pesitsevad raku pinnal ja seovad spetsiifilisi kemikaale samamoodi, nagu võti mahub lukku. Kui retseptorid aktiveeritakse kemikaali poolt, käivitavad need rakus molekulaarsed signaalid, mis muudavad raku ainevahetust. Maitseretseptorite puhul käivitavad maitsepungadele mõjuvad kemikaalid närviimpulsid, mis liiguvad ajju, kus töödeldakse maitseteavet.

Buck ja tema kolleegid alustasid otsinguid teiste maitset uurivate teadlaste, sealhulgas Mount Sinai meditsiinikooli HHMI uurija Robert Margolskee varasemate avastuste põhjal.Margolskee oli saanud tõendeid selle kohta, et nii kibedate kui ka magusate kemikaalide retseptorid olid seotud rakusiseste ühise signaalimolekuliga – G-valguga, mida ta nimetas gustduciiniks. Selliseid maitsega seotud G-valguga seotud retseptoreid (GPCR) ekspresseerivate geenide otsimist alustades tegi Buck ja tema kolleegid teooria, et sellised retseptorid on kaugelt seotud teiste keha retseptoritega, mis annavad signaali, kasutades teisi G-valke.

"Lõhnameeles leidsime varem tuhat erinevat, kuid omavahel seotud lõhnaretseptorit," ütles Buck. "Huvitaval kombel seostuvad need retseptorid kõik rakus samade molekulidega, et edastada signaali. Kahtlustasime, et sama kehtib ka maitse kohta."

Buck ja tema kolleegid piirasid oma maitsega seotud GPCR-ide otsingut hiire kromosoomi piirkonnaga, mis teiste teadlaste arvates on seotud teatud mõru aine maitsega. Kasutades Jackson Laboratory Mouse Genome Informaticsi veebisaiti, tegi Bucki töörühm täpselt kindlaks paljutõotava maitsega seotud DNA piirkonna, mida nimetatakse SOA-ks, hiire genoomis ja tegi kindlaks, et vastav piirkond inimestel asub inimese 12. kromosoomi kindlas kohas.Kasutades National Center for Biotechnology Information Center Human Genome Sequence (HGS) andmebaasi, skaneerisid nad 12. kromosoomi piirkonda geenide leidmiseks, mis määravad teadaolevate GPCR-idega kaugelt seotud uudsed retseptorid.

Selleks kasutasid teadlased teist andmebaasi, mis sisaldas teadaolevate GPCR-ide geenijärjestuse andmeid. Nad võrdlesid mitmesuguseid GPCR geene kromosoomi 12 jaoks saadaolevate DNA järjestustega, püüdes tuvastada sarnasusi. Arvutianalüüs näitas kerget sarnasust keemilise retseptori konkreetse GPCR geeni ja 12. kromosoomi geeni vahel fookuspiirkonnas. Kasutades 12. kromosoomi geeni edasisteks skaneerimiseks, avastasid nad samas kromosoomipiirkonnas seotud, kuid erinevate geenide klastri.

"See oli nagu maagia," ütles Buck. "Äkitselt ilmnesid kõik need retseptori geenid, mis olid omavahel seotud, ja kromosoomis 12 oli terve klaster." HGS-i andmebaasi edasine uurimine näitas ka seotud GPCR-e kromosoomide 7 ja 5 piirkondades, millest viimane sisaldab DNA piirkonda, mis reguleerib inimese võimet maitsta teatud mõru kemikaali.

"Oleme kindlad, et need retseptorid on vaid jäämäe tipp," ütles Buck, viidates sellele, et inimgenoomi projekti lõppedes kerkib kindlasti rohkem maitseretseptori geene. "Teadaolev alt on lõhnaretseptorid inimese genoomis laiali ja me usume, et sama kehtib ka maitseretseptorite kohta. Ennustame, et neid retseptoreid on tõenäoliselt 50–100."

Kandidaatide maitseretseptorite avastamine on tõenäoliselt alles maitsmismeele pika uurimise algus, ütles Buck.

"Need leiud avavad tee maitse molekulaarsele mõistmisele, " ütles ta. "Näiteks me ei tea, kuidas maitseretseptorid suudavad ära tunda nii palju erinevaid erineva struktuuriga kemikaale, kuid tajuvad neid kõiki ühesuguse maitsena, olgu need siis kibedad või magusad.

"Samuti on meil nüüd nende retseptoritega vahendid, et jälgida teatud maitse neuronaalseid signaale kuni maitsepungadest läbi paljude ühenduste kaudu ajju.Ja siis loodame näha, kuhu retseptorilt saadav teave tegelikult sihitakse ja kuidas see ajus organiseeritakse, ning lõpuks õppida midagi erinevate maitsete tajumise kohta."

Paljude võimalike praktiliste eeliste hulgas, ütles Buck, võib olla selliste kemikaalide väljatöötamine, mis blokeerivad ravimite mõru maitse, mis suurendaks märkimisväärselt tõenäosust, et patsiendid jätkavad oma ravirežiimi.

Populaarne teema