Теги → белок

Учёные института Солка обнаружили простой и быстрый способ лечения диабета

После серии испытаний учёным калифорнийского некоммерческого институт Солка, занятого в сфере биологических исследований, удалось найти новую методику лечения диабета. Обнаруженные ими свойства белка FGF1 после разовой вакцинации позволяют быстро нормализировать выделение инсулина и поддерживать необходимый уровень сахара в крови всю следующую неделю. При этом теоретически отпадает надобность в дополнительных процедурах и приёме сторонних лекарственных препаратов. 

Подобное открытие может стать по-настоящему революционным как для самих медиков и фармацевтических производителей, так и панацеей для оказавшихся зависимыми от дорогостоящих лекарств людей с диагнозом «диабет».

Salk Institute for Biological Studies

Salk Institute for Biological Studies

«На самом деле, мы даже не предполагали, что исследуемая нами белковая молекула может иметь подобный эффект. Однако, как мы убедились при тестировании, она действительно способна восстанавливать так называемую инсулиновую чувствительность пациентов с сахарным диабетом в течение короткого промежутка времени», — поделился достижениями один из специалистов института по изучению диабета Майкл Даунс (Michael Downes).

Первый этап исследований наглядно показал, что вводимый крысам гепарин-связывающий белок «фактор роста фибробластов» (FGF1) приводил к тому, что следующие семь дней у подопытной особи возвращались в нормальное состояние процессы выработки и использования организмом инсулина.  

При этом учёные не отметили каких-либо побочных явлений у грызунов за время экспериментов, связанных с увеличением массы и другими негативными для организма явлениями. Но самое главное, что, по словам Майкла Даунса, белковая методика успешно демонстрировала свою эффективность и при последующих инъекциях на протяжении целого месяца.   

www.shenewstoday.com

www.shenewstoday.com

Пока что озвученные результаты являются предварительными, и потом весьма далеки от той фазы, когда препарат будет опробован на людях. Но специалисты института надеются, что FGF1 окажет аналогичный эффект без побочных реакций на инсулинозависимых пациентах. Теперь ведущие учёные лаборатории заняты детальным изучением механизма и принципа, на котором основывается взаимодействие белка с поджелудочной железой и связанное с этим восстановление уровня выработки гормона естественным способом.

Впоследствии новая методика может стать спасением для больных, чей диагноз соответствует симптомам сахарного диабета второго типа. К сожалению, сама процедура перехода тестирования от мышей к людям может занять около пяти лет. По крайней мере, уложиться в данные рамки надеется сам господин Даунс. К тому же фармацевтические компании должны быть напрямую заинтересованы в ускорении разработок новых препаратов, их испытаний и запуске на рынок.

muscle-insider.com

muscle-insider.com

Найден скрытый код ДНК

Канадским ученым удалось разгадать генетический «код в коде», что поможет объяснить, как в небольшом количестве генов может содержаться информация для синтеза множества белков и других сложных структур. Авторами данного исследования, результаты которого будут опубликованы в свежем номере журнала Nature, являются сотрудники Университета Торонто Брендан Фрей (Brendan Frey), Бенджамин Бьенков (Benjamin Biencowe) и Йозеф Бараш (Yoseph Barash).

 

 

Человеческий геном был полностью секвенирован (расшифрован) в 2004 году. Ученые были удивлены тем, как мало генов у людей. Всего у человека насчитывается 22 тысячи генов. На первый взгляд вам может показаться, что это много, но если не учитывать, что у тополя их 45 тысяч. Одной из главных целей Фрея и Бьенкова было узнать, как же информация, необходимая для создания столь сложных структур, как человек, может быть закодирована с помощью сравнительно небольшого числа генов. И, похоже, им это удалось. Как оказалось, в генах присутствует второй уровень информации, которую клетки живых организмов используют для создания более крупных наборов «инструкций». Исследователи открыли скрытый код в ДНК, который используется клетками для превращения 20 тысяч генов в сотни тысяч генетических сообщений с помощью перестановки их частей.

Бараш и Фрей написали программу, которая анализирует ДНК и находит «кодовые слова» в геноме. Совокупность таких кодовых слов называют «сплайсинговым кодом» - он содержит биологическую информацию, необходимую для сплайсинга (соединения различных частей генетического кода в разнообразном порядке для синтеза множества сообщений). Например, как отметил Фрей, три нейрексиновых гена могут генерировать более трёх тысяч генетических сообщений, которые помогают управлять белым веществом мозга. Нейрексин – это белок, которые представляет собой «клей» соединений между нервными клетками в мозге. 

Проделанная работа стала результатом тесного сотрудничества компьютерных специалистов и экспериментальных биологов, отметил Фрей. Сложные биологические системы похожи на сложные электронные схемы. Команда Фрея провела «обратную инженерию» сплайсингового кода с использованием больших объемов экспериментальных данных.

Материалы по теме:

Источник:

Создан первый масс-спектрометр в наномасштабе

Масса молекулы традиционно измеряется при помощи масс-спектрометрии, при которой образцы, содержащие десятки тысяч молекул, ионизируются для получения заряженных молекул или ионов. Эти ионы затем помещаются в электрическое поле, где их движение, обусловленное зарядом и массой, позволяет определить отношение массы к заряду. Исходя из этого, масса таких частиц может быть определена однозначно. Новый метод, разработанный в результате 10-летней работы Майклом Руксом (Michael Roukes), профессор физики Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology, Caltech), и его коллегами, упростил и миниатюризировал процесс за счет использования крошечных NEMS-резонаторов (nanoelectromechanical system). Мостовые резонаторы 2 мкм длиной и 100 нм шириной колеблются с высокой частотой и служат измерительным механизмом масс-спектрометра.
Создан первый масс-спектрометр в наномасштабе
"Частота, на которой колеблется резонатор, обратно пропорциональна его массе", — объясняет Эскшей Найк (Askshay Naik), участник исследования. Соответственно, изменение частоты колебаний связано с изменением массы. Исследователи использовали этот инструмент для испытания образца альбумина бычьей сыворотки (bovine serum albumin, BSA), который имеет массу 66 кДа. Ионы этого белка образуются за счет электрораспылительной ионизации. Эти ионы распыляются на NEMS-резонатор, который осуществляет колебания на частоте 450 МГц. Поток белков, достигающих NEMS, таков, что только 1-2 белка попадают на резонатор за минуту. Когда молекула BSA-белка падает на резонатор, частота колебаний резонатора уменьшается на 1,2 кГц, и это изменение легко обнаруживается. Но поскольку место падения белка на резонатор также оказывает влияние на величину изменения частоты колебаний резонатора, нельзя говорить о массе образца после одного измерения, поэтому необходима выборка из порядка 500 замеров, о чем справедливо напоминают ученые. Но в будущем исследователи планируют развести измерения массы от точки падения молекулы при создании выборки. Эта методика в скором времени позволит проводить масс-спектрометрические исследования сложных смесей, молекулу за молекулой. И в конечном счете, Рукс вместе с коллегами надеются создать массивы сотен тысяч NEMS-спектрометров, работающих одновременно, для мгновенного определения масс сотен тысяч молекул. Материалы по теме: -Микроскоп-на-чипе – шаг к портативной медлаборатории;
-Ученые создали акустическую линзу;
-На Гавайях построят огромный телескоп.

Деревья с золотыми листьями начнут добывать энергию

Золотые листья не растут на деревьях, но теперь они могут собирать энергию Солнца. Группа американских инженеров-химиков извлекли фотосинтетические молекулы из растений и нанесли их на тонкие листы золота, создав искусственное фотосинтезирующее устройство. Организмы используют процесс фотосинтеза на протяжении не менее 3,5 млрд лет, и за это время были разработаны остроумные комбинации белка и светопоглощающего красителя, которые помогают преобразовывать солнечный свет в энергию. Вместо того, чтобы заново изобретать колесо, Кейн Дженнингс (Kane Jennings) и Питер Сишельски (Peter Ciesielski) из Вандербильдского университета в Нэшвиле решили использовать эти белки для создания своего собственного фотосинтезирующего устройства. К этой идее их подтолкнула работа Элиаса Гринбаума (Elias Greenbaum), который в конце 90-х представил протеиновый комплекс, известный как PS1, извлеченный из листов шпината и сохраняющий свои свойства после переноса на поверхность золота. "С тех пор как процесс извлечения PS1 из растений был усовершенствован, мы задумались об использовании этих светопоглощающих белков при создании искусственных листьев", — говорит Дженнингс.
Деревья с золотыми листьями начнут добывать энергию
Устройство Дженнингса и Сишельски использует выпускаемые в промышленных масштабах листы из сплава серебра и золота. При этом концентрированная азотная кислота используется для растворения серебра, а золото остается с наноскопическими порами. В результате появляется хорошо обработанная поверхность, что позволяет разместить на ней большое количество PS1. Это делает лист достаточно тонким, чтобы пропускать свет. PS1 комплексы крепятся к верхнему слою пористого золота при помощи тиолов — химических молекул со свободным концом — для формирования устойчивых связей с белками. Когда собранный искусственный лист подвергается воздействию света, PS1 генерируют поток электронов в металлическом золоте, что позволяет снимать с его поверхности электрический ток. В обычном растении эти электроны использовались бы для разделения сложных соединений на химические цепочки и создания новых энергетических запасов в форме углеводов. Большинство испытанных листьев вырабатывают ток величиной 8 наноампер каждым квадратным миллиметром. Пока слишком далеко до необходимого уровня эффективности, но ученые уже работают над новой моделью. "В данный момент мы занимаемся исследованием PS1-пленок толщиной до 1 мм толщиной", — говорит Дженнингс. "Эти пленки могут вырабатывать до 0,02 мкА/мм2 и питать обычный калькулятор". Хотя эти устройства пока слишком отстают от лучших кремниевых солнечных батарей, новой метод может стать более конкурентоспособным в будущем. Новая конструкция довольно проста, а основе лежит доступное сырье. Однако эта система слишком чувствительна к воздействию прямых солнечных лучей, которые могут разрушить PS1-белки. Поиск защиты и создание листьев, вмещающих большее количество протеина — задача на будущее. Также возможно, что эти искусственные листья приобретут зеленый оттенок, пока они имеют ржаво-красный цвет из-за свойств пористого золота. Гринбаум был впечатлен развитием своей идеи. "Это очень хорошая работа. Полученные результаты представляют большую ценность в изучении биологических процессов преобразования солнечной энергии". Материалы по теме: - Найден способ расщепления воды с помощью солнечного света;
- Электричество из теплоты — серьезная альтернатива солнечным ячейкам;
- Прозрачные солнечные батареи вместо обычных окон.

Теперь в фолдинг белков можно играть

На страницах новостной ленты 3DNews мы не раз освещали достижения участников Folding@Home, проекта распределенных вычислений, объединяющего мощности сотен тысяч персональных ПК по всему миру. Сегодня же хочется рассказать об очень интересной разработке ученых Вашингтонского университета, которые превратили невероятно сложный процесс сворачивания белков в увлекательную игру. Итак, программный продукт Fold.it позволяет практически любому пользователю в трёхмерном режиме создать наиболее рациональную модель сворачивания белка. Нужно сказать, что сам процесс сворачивания (фолдинга) по своей сути очень сложный, для его расчета требуется много времени и ресурсов ПК. Как известно, многие пользователи во всем мире тратят огромное количество времени на практически бессмысленные электронные забавы. В свою очередь, Fold.it позволяет провести десятки человеко-часов с пользой для медицины и фармацевтики. Согласно имеющимся данным, в ближайшем будущем эта программа сможет получать данные о требующих изучения протеинах. Подобно Folding@Home, результаты можно будет отправить с помощью интернета в центр обработки.
Теперь в фолдинг белков можно играть
Напомним, что накопление знаний о свойствах белков может поспособствовать поиску лекарств от таких недугов как рак, болезнь Альцгеймера и даже СПИД. Согласитесь, спасти мир играючи – неплохая перспектива. Поиграть в фолдинг белков смогут как пользователи платформы Windows, так и Mac. Для этого нужно лишь зарегистрироваться и скачать файл объемом 53 Мб. Материалы по теме: - Folding@home: команда PlayStation 3 в Книге Рекордов Гиннеса;
- Folding@Home: новая версия ПО для консолей PS3;
- Американским ВВС нужно 300 штук PlayStation 3.
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥