Giải mã “Mô hình nối dây” của mạng truyền tín hiệu tế bào

Nghiên cứu này là bước đột phá để hiểu rõ các cơ chế protein hoạt động trong các kiểu tế bào khác nhau dưới sự điều khiển của các phân tử điều tiết chính được gọi là kinase protein. Mặc dù kinase protein đã là mục tiêu quan trọng của các loại thuốc chống ung thư như Gleevec và Herceptin, việc nhận dạng các loại protein do kinase điều khiển mãi cho đến gần đây vẫn rất khó khăn. Dưới sự lãnh đạo của Michael Snyder, Giáo sư sinh học phân tử, tế bào và phát triển, các nhà nghiên cứu đã tập trung vào biểu hiện và mối quan hệ giữa các protein của tế bào nấm men “Proteome”, là các loại protein hoạt động trong tế bào.

Kinase protein hoạt động với tính cách là cơ cấu chuyển mạch điều khiển và biến đổi các protein đích của chúng bằng cách bổ sung nhóm photphat. Quá trình này, được gọi là sự “Phosphoryl hóa”, làm thay đổi hoạt tính của protein được phosphoryl hóa. Ước tính, 30% protein được điều khiển bởi quá trình này.

Áp dụng công nghệ do Phòng thí nghiệm của Snyder phát triển, các nghiên cứu sinh Jason Ptacek và Geeta Devgan đã sử dụng microarray (vi dãy) proteome để thử nghiệm hàng nghìn loại protein khác nhau trong tế bào nấm men nhằm tìm ra các đích của kinase protein. 82 loại kinase đặc biệt, đại diện cho phần lớn các chất điều khiển chính trong tế bào nấm men, đã được thử nghiệm riêng biệt với microarray để nhận dạng protein nào được điều khiển bởi kinase nào. Từ các thông tin nhận được từ các thí nghiệm này, Nhóm nghiên cứu của Snyder đã thiết lập bản đồ phức tạp của mạng điều khiển chức năng và hoạt động của các kinase trong tế bào nấm men. Bản đồ này cho thấy có nhiều kiểu khác biệt. Theo Snyder, việc hiểu rõ hơn sự điều khiển và tổ hợp của các mạng sinh học có ứng dụng rộng rãi đối với khoa học cơ bản và nghiên cứu lâm sàng. Các mạng sinh học quyết định sự phát triển các chức năng của sinh vật, từ nấm men đơn bào đến người; những dị thường trong các mạng này cảnh báo các bệnh tật.

Các mạng sinh học được bảo tồn giữa các loài, có nghĩa là thường thì một kiểu protein giống nhau sẽ thực hiện cùng một chức năng, ở tế bào nấm men hoặc ở tế bào của người cũng như vậy. Sydner cho biết, những phát hiện này ở nấm men có thể sử dụng trực tiếp để hiểu sự phát triển của có thể người, từ trứng thụ tinh đến người trưởng thành, và để phát triển thuốc chữa bệnh cho người.

Nguồn: Sciencedaily; vista 27/6/2006