Interaction des médicaments la recherche: Évolution des indices

Un biologiste au Worcester Polytechnic Institute (WPI) a montré que l’un des principaux composante biologique dans un ver du système de communication peut être réaffecté à un autre poste, une critique de la recherche sur les mécanismes de l’évolution, qui un jour pourrait affecter la recherche sur les interactions médicamenteuses, de l’agriculture bio-ingénierie, et une meilleure compréhension de l’héritage génétique sur plusieurs générations.



Jagan Srinivasan, professeur agrégé de biologie et de biotechnologie à WPI, et son équipe de recherche ont publié leurs résultats dans Nature Communications, une revue par les pairs revue scientifique. Le papier, “Co-option de neurotransmetteur de signalisation inter-organismique de la communication dans C. elegans“, met l’accent sur l’évolution de la communication chimique des composants impliqués dans l’inter-organismique de signalisation, qui est essentiel pour les animaux de naviguer et de survivre dans leur environnement naturel.


“L’évolution est intelligent, complexe, et les opportunistes”, a déclaré Srinivasan. “C’était un vieux de protéines que le ver utilisé pour une chose et ensuite, lorsqu’un nouveau besoin s’est fait sentir, l’a utilisé pour une nouvelle fonction. Il est plus efficace de l’énergie pour prendre quelque chose, il l’a déjà et l’utiliser pour une nouvelle fonction au lieu de créer quelque chose de totalement nouveau. Les scientifiques avaient émis l’hypothèse de ce genre de biologique la réutilisation, mais personne n’avait montré. Nous croyons que nous sommes les premiers à montrer ce redéfini récepteur dans le système de signalisation.”


Les neurotransmetteurs et les neurotransmetteurs jouent un rôle central dans la biologie, l’activation de la cellule-à-cellule et d’animal à animal de la communication. Par exemple, dans C. elegans, qui sont transparents nématodes largement utilisé dans la recherche biologique et biomédicale, un neurotransmetteur-récepteur de détection, appelé TYRA-2, qui est nécessaire pour le ver de la réaction d’évitement de saos#9, une phéromone spécifique créé au cours de périodes de famine. Si un ver meurt de faim, il va sécréter de la saos#9, signalisation, d’autres vers pour éviter de la région, car il n’y a pas de nourriture. Saos#9 et TYRA-2 travailler ensemble pour cette réaction d’évitement.


Financé en partie par 1,6 million de dollars des Instituts Nationaux de la Santé subvention reçue en 2017, Srinivasan de l’équipe a découvert que les nématodes de réutiliser le TYRA-2 récepteur d’apporter une réponse aversive, pas entre les cellules, mais parmi les vers. Cela représente une inter-organismique voie de communication qui ont évolué à partir d’inter-cellulaire neurotransmetteur signalisation par le biais de la cooptation d’un neurotransmetteur et son récepteur apparenté.


D’autres scientifiques avaient déjà découvert que l’acide aminé récepteurs peuvent être réutilisées, mais Srinivasan de l’équipe est la première à montrer la réaffectation d’un des récepteurs de neurotransmetteurs. Il sera d’étudier si d’autres types de récepteurs peuvent être recyclés, ainsi.


“Ce n’est pas la fin de l’histoire. C’est la partie émergée de l’iceberg”, a déclaré Srinivasan. “Cette réorientation vous indique comment les neurotransmetteurs de signalisation peuvent évoluer et comment il affecte l’organisme, que ce soit les humains, les vers et les mouches.”


Au cours de plus de quatre années de recherche qui ont abouti à cette Nature Communications papier, Srinivasan a travaillé avec Christopher Chute ‘de 18 ans, docteur en Biologie et Biotechnologie; Douglas Reilly, candidat au Doctorat en Biologie et de la Biotechnologie; et Veronica Coyle ’16, de premier cycle en Biologie et Biotechnologie majeur; et avec Elizabeth DiLoreto, associé de recherche dans son laboratoire.


Son équipe de la découverte est aujourd’hui à la tête Srinivasan et son laboratoire de recherche pour se concentrer sur trois différents, mais liés, les régions qui pourraient être grandement affectée par sa réaffectation de la découverte.


L’équipe est d’étudier comment trouver un sujet de réaffectation pourrait influer sur notre compréhension des interactions médicamenteuses. Un médicament, par exemple, pourrait avoir été créé pour cibler un trouble spécifique, comme le diabète, mais par une meilleure compréhension de la façon dont le corps peut utiliser la même neuroreceptor à utiliser que même les médicaments pour une fonction différente, les scientifiques peuvent mieux être en mesure de déterminer l’utilité potentielle des effets hors-cible dans le traitement des maladies infectieuses.


L’IPE chercheurs seront également à l’étude des nématodes parasites qui attaquent les plantes, provoquant la maladie et de la culture et de la perte financière dans l’industrie agricole. Par exemple, un rapport dans l’Ouest de la Ferme de la Presse, un site d’information qui se concentre sur la production agricole de la Californie et de l’Arizona, a noté que les nématodes à kyste du soya sont considérés comme les plus graves pathogènes menace pour le soja, et sont estimés à réduire les rendements de soja aux états-UNIS les producteurs de près de 1 milliard de dollars annuellement. Srinivasan étudie si les plantes peuvent être modifiées pour produire saos n ° 9 comme un adversive de l’agent, l’envoi d’évitement des signaux à cause des nématodes de laisser les plantes à lui seul, de sorte que les paysans n’auraient pas besoin d’utiliser des pesticides.


Srinivasan est aussi l’application de ses conclusions à la recherche en épigénétique, il est relativement nouveau et rapidement du champ de l’étude l’étude intergénérationnelle (héréditaire) les effets. Srinivasan, qui a travaillé sur la recherche autour de la façon dont gène changements causés par l’environnement et des changements de vie sont transmis de génération en génération, est maintenant en train d’étudier comment de nombreuses générations de nématodes sont affectés par ces changements.


“Il ressemble à ce récepteur pourrait causer de l’héritage épigénétique lorsque vous vous exposez à la mère de saos#9. Six générations d’enfants sont sensibilisés à cela”, a déclaré Srinivasan. “Pourquoi est-ce arrivé? Ces données sur la réutilisation est un gros morceau de ce puzzle. Nous sommes en train de mettre les pièces du puzzle ensemble.”


Srinivasan a travaillé avec Frank Schroeder, professeur de chimie et de biologie chimique à l’Université de Cornell, à découvrir de la saos#9 neurotransmetteur dans 2013.


Caenorhabditis elegans (C. elegans), qui sont utilisés dans Srinivasan de recherche, sont transparentes nématodes qui ont une courte durée de vie, permettant ainsi aux scientifiques de mener de nombreuses observations et expériences dans une période relativement courte de temps. Parce que les structures biologiques et des procédés étudiés sont communs à tous les animaux, le travail avec C. elegans a des implications pour la santé humaine, le vieillissement et les maladies neurodégénératives.