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研究人员设计了人造基因来检测细胞对药物的反应

波士顿大学医学院(BUSM)的研究人员开发并实施了一种新的方法,以更好地理解人类细胞之间是如何相互沟通的,这种沟通在人类疾病中是如何被中断的,以及如何从药理学上加以纠正。

他们的方法包括一套“生物传感器”,这是一种人工基因,当一组重要的信号分子被激活时,可以在细胞中实时报告。这些信号分子称为“g蛋白”,是细胞内的分子开关。它们是由一大家族的受体蛋白启动的,这些受体蛋白能感知一系列非常广泛的刺激,包括光线、气味、神经递质和激素。

这种信号机制已经研究了几十年。然而,这些“生物传感器”的新之处在于,它们被开发用来以一种以前不可能的准确性研究g蛋白。“这些生物传感器是好的‘间谍’在某种意义上,他们可以告诉我们什么是g做实时解决几十毫秒,但没有干扰的信号过程观察,”米克尔Garcia-Marcos解释相应的作者,博士,生物化学副教授BUSM。“此外,我们的生物传感器具有易于实施的优势,这使我们能够在以前无法使用的实验系统中直接研究g蛋白。”

研究人员利用分子工程技术,通过借用现有基因的部分,包括编码水母荧光蛋白的基因、使肌肉收缩的变形蛋白、深海虾的发光蛋白和已知的专门识别活性g蛋白的蛋白质,来创建他们的生物传感器。然后,他们将制造生物传感器的工程基因引入几种不同类型的细胞,研究它们对自然刺激的反应,如神经递质或临床使用的药物。

据研究人员称,超过三分之一的fda批准的药物是通过激活或抑制g蛋白信号发挥作用的,这些药物包括常见的过敏药物、鼻充血剂、治疗血压的高处方药物、帕金森病的一线治疗药物、止痛药、抗精神病药以及大麻和阿片类药物。

该研究的主要作者Marcin Maziarz博士是Garcia-Marcos实验室的博士后,他认为这些生物传感器可以在药物发现和药物开发中发挥作用,并且可以描述许多现有药物的作用模式。他说:“我们今天所做的事情很重要,因为它将使研究人员更容易、更准确地识别出更有可能在临床试验中成功的药物,因为许多药物最初在实验系统中显示出希望,但最终却未能取得临床结果。”

研究结果发表在《细胞》杂志的网络版上。

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