Kuidas ‘muna lahti keetmine’ viib parema vähiravini

Füüsikas on üks kuulus kõnekäänd, mis ütleb: 'Teie teooria võib olla ilus, kuid kui see pole absoluutselt lõbus, raiskate tõenäoliselt lihtsalt oma aega.' Kõige hämmastavamad teadusavastused on sageli need, mis üllatavad meid piisavalt, et meid naerma ajada, enne kui meil on isegi aega mõelda. Kui meie mõtted jõuavad lõpuks silmadele ja kõrvadele järele, on meid muudetud - paratamatult õpime tundma natuke vähem, sest mõned seletused, mis meile kunagi kalliks pidasid, ei saa enam tõsi olla.



Teisalt muutume ka natuke targemaks, kui need seletused, mis ellu jäävad, tugevnevad. Üks asi, mida enamik meist teab, on see, et te ei saa muna lahti harutada. Isegi kui saaksite, ei saanud te muna lahti keerata. Tuleb teha vaid lihtne termodünaamika, et näidata, et munale kantud soojus denatureerib selle valke pöördumatult. Nagu öeldakse, ei saa Humpty Dumptyt enam kunagi uuesti kokku panna.

Kuid munad, eriti nende valgud ja DNA, pole tegelikult nii lihtsad. Kui need on kainenud kainema koguse kuumusega, saavad neist kanad. Tegelikult, kui kohtlete keedetud muna õigesti, on isegi võimalik seda keeta. Tüüp, kes avastas selle sai just eelmisel kuul Ig Nobeli preemia meetodi eest, mille ta selle aasta alguses avaldas. Adelaide'i Flindersi ülikoolist Colin Raston ei võtnud ette munade keetmist ega Ig Nobeli võitmist. Ta soovis leida üldise viisi valkude lahti harutamiseks ja lahti harutamiseks. Selleks ehitas ta keerismasina, mis oleks võimeline mehaaniliselt eraldama karbamiidiga eelnevalt töödeldud valgud.





Karbamiid mitte ainult ei närida ja lahti valke, vaid see ka katab ja kaitseb neid keerise ajamis uuesti liitumise eest. Kui muna on keedetud, on lüsosüüm üks esimesi valke, mis hakkab geeleeruma. Seda multifunktsionaalset bakteritsiidi on looduslikult rohkesti munavalgedes ja seda leidub ka sellistes kohtades nagu pisarad, sülg, piim ja lima. Kui valgud, nagu lüsosüüm, denatureeritakse, paljastatakse valgu avanemisel elektrilaengud, mis olid algselt valgu sisemuses. See teeb need kättesaadavaks suurematesse konglomeraatidesse sidumiseks, mis muide hajutavad valgust tõhusamalt.

Raston ja tema kolleegid täiustasid esmalt oma meetodeid lüsosüümiga ja siirdusid seejärel suuremate valkude juurde. Nad suutsid isegi valke saada uuesti kokku pakkima mõne minuti jooksul tagasi oma emakeelsesse vormi. See on tohutu edasiminek võrreldes praegu kasutatavate standardsete dialüüsimeetoditega, mille tegemiseks kulub tõenäolisemalt terve päev. Kristalliseerunud valkude klompide kokku voltimine on natuke keerulisem kui näiteks termotöödeldud metallides terade struktuuri ümberkorraldus. Kuid see võib olla meie jaoks siin põhitasandil hea analoogia. Kui inimesele kasulikud valgud valmistatakse tööstuslikus ulatuses, kutsudes bakterid neid sünteesima suurtes vaatides, on peamine raskus see, et see nõuab enamat kui lihtsalt temperatuuri reguleerimist, et vältida nende kristalliseerumist kleepuvateks klompideks.

Tervislik rakk kontrollib oma valguvabrikuid nii, et see seob kasvavad aminohapete lindid väheste kaitsemolekulidega, kui neid ribosoomile tõlgitakse. See hoiab ära valgu enneaegse voltimise enne kogu ahela valmimist. Kui inimese valk ekspresseeritakse selle asemel bakterites ja sünteesitakse suures vaatis, on tõenäoliselt puudu paljud nõuetekohaseks voltimiseks vajalikud olulised lisamolekulid ja mallid. Kõigi nende hubaste eukarüootsete immateriaalsete ainete täielik paljundamine, millega meie valgud on harjunud ja millele nõuetekohaseks kokkupanekuks amorfses primitiivses bakterisegus kokku puutuvad, on endiselt keeruline väljakutse. Kui need sünteesitavad nn rekombinantsed valgud on tegelikult vähiravimid, maksab ebaefektiivsuse töötlemine lõpuks palju aega ja raha.



Näiteks insuliini rekombinantsed vormid võivad leevendada vajadust kasutada madalamaid või ebamugavaid looduslikke allikaid (näiteks lehmi) nende valmistamiseks meie jaoks. Kuid insuliin on üsna lihtne peptiid, mille sekundaarne volditud struktuur on üsna hästi mõistetav. Uuemad ravimid nagu Zolaapp, mida kasutatakse Ebola raviks, sisaldavad mitmeid antikehavalke, millest alles hakatakse aru saama. The parim viis ZMappi tootmiseks on olnud selle geenide sidumine tubakataimeks, kus tooteid saaks hiljem koristada. Ebola hirmu kõrgpunktis polnud lihtsalt võimalust toota kvaliteetset ZMappi kogustes, mida oleks vaja epideemia korral.

vähk

Vähi osas on voltimise mõistmisel lisaks narkootikumide valmistamisele ka oluline mõju. Vale voltimine on kahe teraga mõõk, kuna see võib olla nii tumerogeensuse põhjus kui ka tagajärg. Näiteks vähirakkudes tavaliselt täheldatav energeetiline defitsiit võib põhjustada valesti kokku pandud valkude ülepakkumise. Teisest küljest võivad vähi põhjuseks olla mõnikord valesti volditud valgud ise. Mitokondrite rollis on vähktõve geneetiliste mutatsioonidega võrreldes olnud palju sama mured. Kuigi mutatsioonid võivad selgelt põhjustada nn onkogeenide üleekspressiooni, mis paneb rakud kontrollimatult paljunema, mõistavad teadlased seda nüüd energeetiliselt ohustatud mitokondrid võib olla tuumori progresseerumise põhiline tõukejõud.



Kui mõistetakse, et mutatsioon toimub normaalsete parandusmehhanismide energeetilise rikke tagajärjel või on sekundaarne selle rikke metaboolsete kohanduste tõttu, saab vähi põhjuste ja tagajärgede spekter täis ringi. Nagu eespool mainitud, võib vähi ravimine olla nüüd kallis ettepanek, eriti mõned eklektiliste antikehade ravimid, mida tavaliselt tuntakse väljamõeldud nimega, mis lõpeb järelliitega “mab” (monoklonaalsete antikehade puhul). Antikehad on põhimõtteliselt immuunsüsteemi universaalsed arvutid, selles mõttes, mida saab nõudmisel valmistada peaaegu kõigi molekulide jaoks, mida võib ette kujutada. Kõigest, alates suurtest viiruse kattevalkudest kuni väikeste metallideni ja võib-olla isegi kuni asjadeni, mis pole vähem libedad kui teflon ise.

Lood raskesti ravitavate kasvajate kohta 1000 dollari annuse kohta ei ole liialdus. Üks ravim, mida tavaliselt kasutatakse teatud valgete rakkude vähkide korral - näiteks B-raku kasvajate või Hodgkinsi puhul - kokteilieliksiiri osana, on rituksimab. See on huvitav, sest see tuleb tänavu patendikaitsest välja ja võib teoreetiliselt olla avatud suurema konkurentsi kasulikele mõjudele. B-rakud on rakud, mis vastutavad meie enda antikehade loomise eest patogeensete sissetungijate vastu. See, mis meil siin potentsiaalselt on, on väljavaade ravida vigaseid antikehi tootvaid rakke, mis on vigastatud nende endi valesti kokku pandud valkude abil, eraldi antikeharavimitega, mis on valmistatud nende valkude sihtimiseks korraliku voltimise kontrollimise teel.

Kui Ig Nobeli preemia andjad ütlevad, et nende eesmärk on meid nii palju naerma ajada kui õppida, on nad täiesti tõsised. Et keegi ei kahtleks nende senises edus, võime märkida, et nende populaarsus tõuseb võrreldes „päris” Nobeli preemiaga. Näiteks, kes teab saajaid, kes võitsid Eile Nobel keemias nende töö eest rakkude parandamiseks mõeldud DNA tööriistakastiga? Võib-olla mõned, kuid vähemalt nüüd teate kõik keemikut, kes võitis muna keetmise eest Ig Nobeli.

Vaadake meie 2007es.com Explains sarja, et saada põhjalikum ülevaade tänapäeva kuumimatest tehnikateemadest.

Copyright © Kõik Õigused Kaitstud | 2007es.com