多級(jí)遺傳?？掏醇?xì)胞的形成過(guò)程可以激發(fā)新的給藥方式進(jìn)入人體。這是一個(gè)領(lǐng)域的工作的一部分看起來(lái)如何毒液和生產(chǎn)的動(dòng)物可以用來(lái)為人類(lèi)創(chuàng)造拯救生命的治療。

8月博士Sunagar,中心的生態(tài)科學(xué)在班加羅爾的印度科學(xué)研究院的,印度,正在調(diào)查venom-delivery系統(tǒng)的起源。他說(shuō),盡管科學(xué)開(kāi)始掌握哪些基因編碼的產(chǎn)生致命的毒素,對(duì)有毒的生物是如何進(jìn)化的阿森納需要排出毒液進(jìn)入他們的獵物。

大多數(shù)物種依賴獠牙,喙或刺客,但今天地球上一些最古老的物種仍然提供載荷通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)期的選擇。

6億多年前,古老的物種像水母、珊瑚和海葵,稱為刺絲胞動(dòng)物,進(jìn)化的生物機(jī)械方法中毒獵物。他們的細(xì)胞鎖失效保護(hù)分子膠囊內(nèi)毒液,加速成目標(biāo)的力量40 000 g(地球的重力加速度),使其成為最快的生物力學(xué)過(guò)程本質(zhì)上可以觀察到的。

“動(dòng)物是唯一使用刺的動(dòng)物細(xì)胞注入毒液,“Sunagar博士說(shuō)。他是基因工程?？a(chǎn)生熒光的細(xì)胞。顏色標(biāo)記可以屏幕任何蛋白質(zhì)參與毒液交貨,提供前所未有的洞察力如何?？圃焖麄兊拇碳?xì)胞,以及它們?nèi)绾巫饔谩?/p>

兩年來(lái),Sunagar博士研究了遺傳venom-injecting細(xì)胞的發(fā)展?？鳛闅W盟在以色列耶路撒冷希伯來(lái)大學(xué)的研究員。他發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞在這些生物遵循方向從特定的基因集專門(mén)的細(xì)胞。

“當(dāng)細(xì)胞年輕,他們表達(dá)特定基因集的重要開(kāi)發(fā)毒膠囊和合成毒素,“Sunagar博士說(shuō)。“然而,一旦刺細(xì)胞完??形成膠囊,毒素和結(jié)構(gòu)蛋白的合成減少。”知識(shí)可以讓人們有可能最終操縱刺細(xì)胞清潔和高效的微型藥物運(yùn)載系統(tǒng)。

應(yīng)用程序

但這不僅僅是可以醫(yī)療應(yīng)用程序的交付系統(tǒng)?？茖W(xué)家還在研究是否毒液本身的屬性可以用來(lái)治療疾病包括胃腸道疾病,癌癥和慢性疼痛。

“毒液是自然界最復(fù)雜的雞尾酒,“Sunagar博士說(shuō)。“你看不到這種級(jí)別的其他生理上的錯(cuò)綜復(fù)雜的蛋白質(zhì)。”?？舅?蝸牛和其他有毒的生物已經(jīng)進(jìn)化了數(shù)百萬(wàn)年的獵物麻痹、抵御捕食者。因?yàn)檫M(jìn)化微調(diào)生物過(guò)程如此之久,毒液往往是非常有效的和高度選擇性。他們用非凡的效率到特定的綁定細(xì)胞受體.

這在醫(yī)學(xué)venom-derived挑三揀四導(dǎo)致更少的副作用。它還可以開(kāi)辟新的途徑達(dá)到難以捉摸的受體,可以幫助解決目前無(wú)法治愈的疾病。

馬庫(kù)斯博士Muttenthaler在奧地利維也納大學(xué)正在調(diào)查如何毒液中發(fā)現(xiàn)的化合物可以幫助細(xì)胞修復(fù)受損的腸道外襯。他說(shuō),一個(gè)在10西方人患有慢性胃腸疾病,如腸易激綜合癥和炎癥性腸病。

在歐盟歐洲研究委員會(huì)的支持下,他已經(jīng)開(kāi)始探索如何靶細(xì)胞受體參與治療腸道傷口。如果藥物可以根據(jù)觸發(fā)這些受體,他們可以支持保護(hù)或重建腸道組織當(dāng)身體未能這樣做本身。

目前,沒(méi)有藥物的任務(wù)。但有毒的生物像海蝸牛、蜘蛛、蝎子可能是一個(gè)開(kāi)始的好地方。Muttenthaler博士說(shuō),一個(gè)物種可以出現(xiàn)多達(dá)000獨(dú)特的生物活性化合物分泌的毒液。

作為他的研究的一部分,Muttenthaler博士到異國(guó)旅游生態(tài)系統(tǒng)在澳大利亞大堡礁和亞馬遜叢林收集有毒的物種?；氐綄?shí)驗(yàn)室,他的團(tuán)隊(duì)提取毒液和測(cè)試它活細(xì)胞與面板上的受體與醫(yī)療條件如疼痛、癌癥或炎癥。

“如果我們發(fā)現(xiàn)化合物加快胃腸愈合過(guò)程,那么我們有一個(gè)新的治療鉛、“Muttenthaler博士說(shuō)。這些化合物然后優(yōu)化,這樣他們?cè)谌梭w保持穩(wěn)定,管理達(dá)到他們的靶器官。原則上,其他可以幫助組織愈合更快,拓寬應(yīng)用程序的許多其他的傷口。”

組學(xué)

毒液的研究在過(guò)去的十年里感謝的方法稱為組學(xué),研究如何結(jié)合生物分子某種類(lèi)型的函數(shù)作為一個(gè)集體系統(tǒng)。

“在過(guò)去的10年中,使技術(shù)完全革新研究的毒液,”瑪麗亞·維特多利亞博士說(shuō)在法國(guó)蒙彼利埃大學(xué)的口風(fēng)琴。這些技術(shù)處理大量的數(shù)據(jù),使研究人員繪制出所有的分子在細(xì)胞并幫助解讀每個(gè)生物復(fù)合產(chǎn)生的作用。一些化合物可以用于在醫(yī)療中的應(yīng)用。

口風(fēng)琴博士已經(jīng)啟動(dòng)了歐盟貴賓項(xiàng)目產(chǎn)生的毒液來(lái)分析兩個(gè)海洋無(wú)脊椎生物和了解他們的潛在的應(yīng)用。

到目前為止,她已經(jīng)收集了喂養(yǎng)腺體組織樣本的毫米寬的蝸牛在地中海。她還檢索toxin-secreting細(xì)胞的珊瑚蝸牛捕食。

以前的工具不可能分析這樣一分鐘滴毒液。但轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組學(xué)——使用大數(shù)據(jù)工具記錄完整的指令集由基因組——已經(jīng)幫她序列中的許多分子在工作毒液腺.

她的研究項(xiàng)目在2019年結(jié)束的時(shí)候,口風(fēng)琴博士希望確定了分子參與了蝸牛和珊瑚的食物鏈關(guān)系,揭示潛在有用的生物活性化合物仍然未知。

口風(fēng)琴博士說(shuō),毒液是這樣一個(gè)有前途的活性成分來(lái)源不僅僅是因?yàn)樽匀灰呀?jīng)優(yōu)化自原始時(shí)代。“他們是化學(xué)的結(jié)果捕食者和獵物之間的軍備競(jìng)賽,”她說(shuō)。”一個(gè)物種的發(fā)展日益強(qiáng)大的毒素和其他更強(qiáng)的防御。”