"Шпионы": искусственные гены позволят отследить реакцию клетки на лекарства

Технология ученых состоит из набора "биосенсоров". Они представляют собой искусственные гены, которые можно вводить в клетки, чтобы сообщать в режиме реального времени, когда включена важная группа сигнальных молекул. Эти сигнальные молекулы, G-белки, являются молекулярными переключателями в клетках. Их включает большое семейство рецепторных белков, которые распознают очень широкий спектр раздражителей, включая свет, запахи, нейротрансмиттеры и гормоны.

Этот сигнальный механизм изучался в течение нескольких десятилетий. Однако "новые биосенсоры" разработаны для изучения G-белков с точностью, которая была невозможна раньше.

Ученые называют их "шпионами" — они могут сообщить исследователям все, что делают G-белки в режиме реального времени, но без вмешательства в наблюдаемый процесс передачи сигналов. Более того, биосенсоры имеют преимущество в простоте внедрения, что позволяет ученым изучать G-белки непосредственно в экспериментальных системах, которые ранее были недоступны.

Исследователи использовали молекулярную инженерию для создания биосенсоров. Они заимствовали части из существующих генов, включая те, что кодируют флуоресцентные белки у медуз; также белки, которые заставляют мышцы сокращаться, светоизлучающие белки из глубоководных креветок и белки, которые специфически распознают активные G-белки. Затем ученые представили сконструированные гены, которые превращают биосенсоры в несколько различных типов клеток, и изучили, как они реагируют на стимуляцию естественными стимулами — нейротрансмиттерами или клинически используемыми препаратами.

По словам исследователей, более трети одобренных FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США) препаратов работают по принципу активации или ингибирования передачи сигналов G-белками, включая обычные лекарства от аллергии, назальные средства, часто прописываемые лекарства от артериального давления. Кроме того, в эти препараты входят и те, которыми лечат от болезни Паркинсона, а также анальгетики, антипсихотики и опиоиды.

У китовой акулы зубы есть не только во рту, но и на глазах

Ученые полагают, что эти "биосенсоры" могут быть полезными для открытия и разработки новых лекарств, а также для более полного понимания принципов действия многих существующих лекарств. Исследователи смогут более легко и точно определять лекарственные препараты, которые с большей вероятностью будут успешными в клинических испытаниях. Сейчас многие лекарственные средства, которые первоначально демонстрируют перспективность в экспериментальных системах, в конечном итоге не дают клинических результатов.