دانشمندان با بهبود روش طیفسنجی جرمی توانستهاند تعاملات پروتئینی درون سلولها را بررسی کنند، با هدف شناسایی تغییراتی که با بیماریها مرتبط است و کشف اهداف درمانی جدید برای بازگرداندن تعادل سلولی. این تحقیقات پایهای برای توسعه داروهای جدید جهت درمان بیماریهایی مانند سرطان و آلزایمر فراهم میکند.
عملکرد سلولهای زیستی توسط تعاملات بین پروتئینها تعیین میشود و تعاملات غیرطبیعی پروتئینی علت بسیاری از بیماریها است. محققان دانشگاه ETH زوریخ یک روش جدید برای بررسی شبکههای تعامل پروتئینی توسعه دادهاند. این روش و دانشی که از آن بهدست میآید، برای تحقیقات دارویی بسیار ارزشمند است و درهای جدیدی برای تولید داروهایی باز میکند که تعاملات خاص پروتئینی را هدف قرار میدهند.
تشبیه کلوب رقص برای تعاملات سلولی
درون سلولها، مانند یک کلوب رقص شلوغ است: صدها پروتئین بهطور مداوم در حال حرکت و تعامل هستند. برخی به خود مشغولند، در حالی که برخی دیگر از میان جمعیت عبور کرده و با بسیاری ارتباط برقرار میکنند. برخی تعاملات کوتاه و سریع هستند، مثل یک سلام کوتاه، در حالی که برخی دیگر پیوندهای ماندگاری تشکیل داده و به شریک خود نزدیک میمانند. درست مانند کلوب، درون سلولها نیز انواع مختلفی از تعاملات با پروتئینها رخ میدهد.
سلولها مملو از انواع مختلف پروتئینها هستند که با هم تعامل میکنند و اغلب در گروههایی به نام کمپلکس جمع میشوند. این کمپلکسها مانند ماشینهای مولکولی عمل میکنند و تنها زمانی به درستی کار میکنند که پروتئینهای فردی با هم بیایند و به عنوان یک واحد کار کنند.
مهمان ناخواندهای که تعاملات عادی را مختل میکند
اینکه کدام پروتئینها با یکدیگر تعامل میکنند و چگونه، به وضعیت بدن نیز بستگی دارد. در شرایط عادی و در یک بدن سالم، دو پروتئین که آنها را آبی و قرمز مینامیم، با هم پیوند میخورند. اما اگر شرایط بدن به دلیل استرس سلولی تغییر کند، مثلاً پروتئین آبی شریک خود را تغییر داده و به پروتئین زرد ملحق میشود، که این امر تنها مشکل ایجاد کرده و روند عادی تعاملات را مختل میکند، درست مانند یک مهمان ناخوانده که جشن را بههم میریزد.
«تعاملات تغییریافته بین پروتئینها میتواند منجر به بیماریهایی مانند آلزایمر، پارکینسون یا سرطان شود»، کتی مارولی توضیح میدهد. او دانشجوی دکتری زیر نظر پروفسور پائولا پیکوتی، استاد مؤسسه زیستشناسی سیستمهای مولکولی در دانشگاه ETH زوریخ است. «به همین دلیل، دانستن اینکه تعاملات پروتئین-پروتئین چگونه بین حالتهای سالم و بیمار متفاوت است و همچنین ظاهر محلهای اتصال بین دو پروتئین چگونه است، بسیار اهمیت دارد. اگر این جزئیات را بهدقت بدانیم، میتوانیم موادی فعال توسعه دهیم که تعاملات ناخواسته را مسدود کرده و تعادل سلول را بازگردانند.»
بیوشیمیدانان دانشگاه ETH به همین منظور، رویکردی اثباتشده در تحقیقات پروتئین را بیشتر توسعه دادهاند تا شبکه کامل تعاملات پروتئینی، معروف به اینتراکتوم، را تحلیل کنند.
مطالعه مرتبط بهتازگی در مجله Nature Biotechnology منتشر شده است. scitechdaily
