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Das Entflechten von Proteinen, die Membranen durchdringen, könnte bei der Arzneimittelabgabe helfen
Die Notwendigkeit, Medikamente genau dorthin zu liefern, wo sie im Körper benötigt werden, hat zu biotechnischen Vesikeln oder Beuteln geführt, die die pharmazeutische Nutzlast in die Zielzellen befördern. Was aber fehlt, ist ein effektiver Entlademechanismus.
Die Forscher beobachteten, wie die Bandproteine ??die Membranen der Bakterienzellen entfalteten und durchstoßen, wenn ihre Umgebung saurer wurde.
Eine weitere Inspiration aus der Natur bietet nun eine mögliche Lösung in Form von Proteinbändern, die sich unter bestimmten, kontrollierbaren Bedingungen in scharfe Nadeln ausbreiten, die Membranen durchdringen können. Sie erinnern an jene Papierpartyhörner, die sich entwirren, wenn Sie sie blasen.
Die gewendelten Proteine ??werden R-Körper genannt, und sie können innerhalb von Bakterien gefunden werden, die winzige, einzellige Organismen namens Paramecia bewohnen.
Die Bakterien entfalten die R-Körper, um Toxine an andere einzellige Kreaturen abzugeben, die ihre Wirte bedrohen.
In seinem langgestreckten Zustand wird das entfaltete Proteinpolymer zu einer Nadel, die die Membran des Zielorganismus durchsticht.
R Körper platzten zu 60% auf E coli Zellen
In einem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Synthetische BiologiePamela A. Silver und Jessica K. Polka von der Harvard University in Boston, MA, beschreiben, wie sie sich an R-Körper als möglichen Mechanismus für das Entladen gekapselter Medikamente in Zellen gewandt haben.
In Laborexperimenten fanden die Forscher heraus, dass sie die Empfindlichkeit von R-Körpern so steuern können, dass sie sich entfalten, wenn sich der Säuregehalt ihrer Umgebung ändert.
Sie testeten sie dann in Zellen von Escherichia colimit den Bakterien als Ersatz für Vesikel.
Sie fanden heraus, dass die Proteine ??die Membranen von 60% der Zellen aufplatzen E coli Zellen unter Bedingungen erhöhter Säure. Die Autoren schlussfolgern:
"Als solche bieten diese Proteinmaschinen einen neuen Weg zum selektiven Aufbrechen von Membrankompartimenten und sind wichtig für die Programmierung zellulärer Kompartimentierung."
Die Forscher sagen, weil sie den Zustand schnell und reversibel ändern, könnten R-Körper für eine Vielzahl von biotechnologischen Anwendungen nützlich sein, die auf die Abgabe von Molekülen in lebenden Systemen abzielen.
Das folgende Video fasst die Forschung zusammen und demonstriert die Wirkung von R-Körpern im Inneren E coli Zellen:
Die Forscher stellen fest, dass R-Körper auch als Schalter in mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) verwendet werden könnten, eine neue Technologie mit vielen Anwendungen im Bioengineering - zum Beispiel Biosensoren und Biochips - und anderen Bereichen.
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