كيف يؤدي 'تفريغ بيضة' إلى علاجات أفضل للسرطان

هناك قول مأثور شهير في الفيزياء يقول ، 'قد تكون نظريتك جميلة ، ولكن إذا لم تكن مضحكة تمامًا ، فمن المحتمل أنك تضيع وقتك فقط.' غالبًا ما تكون أكثر الاكتشافات العلمية إثارة للدهشة هي تلك التي تفاجئنا بما يكفي لجعلنا نضحك قبل أن يكون لدينا وقت للتفكير. عندما تلحق أفكارنا أخيرًا بأعيننا وآذاننا ، فقد تغيرنا - حتمًا ، أصبحنا نعرف أقل قليلاً ، لأن بعض التفسيرات التي كنا نعتز بها ذات مرة لم تعد صحيحة.

من ناحية أخرى ، أصبحنا أيضًا أكثر حكمة قليلاً لأن تلك التفسيرات التي تبقى على قيد الحياة تزداد قوة. الشيء الوحيد الذي 'يعرفه' معظمنا هو أنه لا يمكنك حل رموز بيضة. حتى لو استطعت ، لا يمكنك إخراج بيضة من الغليان. لا يحتاج المرء إلى أكثر من هرولة الديناميكا الحرارية البسيطة لإظهار أن الحرارة المطبقة على البيضة تفسد البروتينات بشكل لا رجعة فيه. كما يقول المثل ، لا يمكن إعادة تجميع هامبتي دمبتي مرة أخرى.



لكن البيض ، وخاصة البروتينات والحمض النووي ، ليس بهذه البساطة حقًا. عندما يتم تحميصها بكميات أكثر رصانة من الحرارة ، فإنها تصبح دجاجات. في الواقع ، إذا قمت بمعالجة بيضة مسلوقة بشكل صحيح ، فمن الممكن حتى تفريغها من الغليان. الرجل الذي اكتشفت هذا حصل للتو على جائزة Ig Nobel الشهر الماضي عن الطريقة التي نشرها في وقت سابق من هذا العام. كولين راستون ، من جامعة فليندرز في أديلايد ، لم يشرع في نزع البيض أو الفوز بجائزة نوبل. لقد أراد إيجاد طريقة عامة لتفكيك البروتينات وتفكيكها. للقيام بذلك ، قام ببناء آلة دوامة قادرة على فصل السلاسل الطويلة من البروتينات التي تمت معالجتها مسبقًا باستخدام اليوريا ميكانيكيًا.



لا تمضغ اليوريا البروتينات وتفتحها فحسب ، بل إنها تغلفها وتحميها أيضًا من إعادة التجميع في محرك الدوامة. عندما تنضج البيضة ، فإن الليزوزيم هو أول البروتينات التي تبدأ في الهلام. هذا مبيد الجراثيم متعدد الوظائف وفير بشكل طبيعي في بياض البيض ، ويوجد أيضًا في أماكن مثل الدموع واللعاب والحليب والمخاط. عندما يتم تغيير طبيعة البروتينات مثل الليزوزيم بالحرارة ، فإن الشحنات الكهربائية التي كانت مختبئة في الأصل بعيدًا عن الجزء الداخلي من البروتين تتعرض عندما تتكشف. هذا يجعلها متاحة للارتباط في تكتلات أكبر ، والتي ، بالمناسبة ، ستشتت الضوء بشكل أكثر فعالية.



أتقن راستون وزملاؤه طرقهم أولاً باستخدام الليزوزيم ثم انتقلوا إلى بروتينات أكبر. حتى أنهم كانوا قادرين على الحصول على البروتينات طوى العودة إلى أشكالهم الأصلية في غضون بضع دقائق. يعد هذا تحسنًا كبيرًا مقارنة بتقنيات غسيل الكلى القياسية المستخدمة الآن ، والتي من المرجح أن تستغرق اليوم كله للقيام بذلك. إن إعادة تشكيل كتل البروتينات المتبلورة أكثر تعقيدًا قليلاً ، على سبيل المثال ، من إعادة ترتيب بنية الحبوب في المعادن المعالجة حرارياً. ولكن قد يكون تشبيهًا جيدًا بالنسبة لنا هنا على المستوى الأساسي. عندما تصنع البروتينات المفيدة للبشر على نطاق صناعي عن طريق إقناع البكتيريا لتخليقها في أحواض ضخمة ، فإن الصعوبة الرئيسية هي أنها تتطلب أكثر من مجرد التحكم في درجة الحرارة لمنعها من التبلور إلى كتل لزجة.

الطريقة التي تتحكم بها الخلية السليمة في مصانع البروتين الخاصة بها هي ربط الأشرطة المتزايدة من الأحماض الأمينية بجزيئات حامية صغيرة أثناء ترجمتها على الريبوسوم. هذا يمنع البروتين من الطي قبل الأوان قبل اكتمال الخصلة الكاملة. إذا تم التعبير عن البروتين البشري بدلاً من ذلك في البكتيريا وتم تصنيعه في وعاء كبير ، فمن المحتمل أن يكون العديد من الجزيئات والقوالب الملحقة الأساسية اللازمة للطي المناسب مفقودة. إن تكرار كل تلك المواد غير الملموسة حقيقية النواة المريحة التي أصبحت بروتيناتنا معتادة عليها وتعتمد عليها من أجل التجميع المناسب ، داخل ملاط ​​بكتيري بدائي غير متبلور ، لا يزال يمثل تحديًا صعبًا. إذا كانت هذه البروتينات 'المؤتلفة' المزعومة التي يتم تصنيعها هي في الواقع أدوية لعلاج السرطان ، فإن معالجة عدم الكفاءة ينتهي بها الأمر إلى تكلف الكثير من الوقت والمال.

على سبيل المثال ، يمكن للأشكال المؤتلفة من الأنسولين أن تخفف الحاجة إلى استخدام مصادر 'طبيعية' رديئة أو غير ملائمة (مثل الأبقار) لصنعها لنا. لكن الأنسولين عبارة عن ببتيد بسيط إلى حد ما ، هيكله الثانوي المطوي مفهوم جيدًا إلى حد ما. تحتوي العقاقير الأحدث مثل ZMapp المستخدمة لعلاج الإيبولا على العديد من بروتينات الأجسام المضادة التي بدأت للتو في فهمها. ال أفضل طريقة لإنتاج ZMapp تم تقسيم الجينات من أجلها إلى نبات تبغ حيث يمكن حصاد المنتجات لاحقًا. في ذروة ذعر الإيبولا ، لم تكن هناك ببساطة طريقة لإنتاج تطبيق ZMapp عالي الجودة بالكميات المطلوبة في حالة انتشار الوباء.



سرطان

فيما يتعلق بالسرطان ، فإن فهم الطي له آثار مهمة تتجاوز مجرد صنع الأدوية. الاختلال هو سيف ذو حدين من حيث أنه يمكن أن يكون سببًا وتأثيرًا لتولد الأورام. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي العجز النشط الذي لوحظ بشكل شائع في الخلايا السرطانية إلى زيادة المعروض من البروتينات الخاطئة. من ناحية أخرى ، أحيانًا تكون البروتينات غير المطوية نفسها هي سبب السرطان. لوحظ الكثير من نفس اللغز في دور الميتوكوندريا مقارنة بالطفرات الجينية في السرطان. على الرغم من أن الطفرات يمكن أن تؤدي بوضوح إلى الإفراط في التعبير عن ما يسمى بـ 'الجينات الورمية' التي تجعل الخلايا تتكاثر بشكل لا يمكن السيطرة عليه ، فإن الباحثين يقدرون الآن ذلك للخطر الميتوكوندريا بقوة قد يكون المحرك الأساسي لتطور الورم.

عندما يُفهم أن الطفرة تحدث نتيجة للفشل النشط لآليات الإصلاح الطبيعية ، أو ثانويًا لتعديلات التمثيل الغذائي لهذا الفشل ، فإن طيف أسباب السرطان وآثاره يأتي دورة كاملة. كما هو مذكور أعلاه ، يمكن أن يكون علاج السرطان الآن اقتراحًا مكلفًا ، خاصةً بعض أدوية الأجسام المضادة الانتقائية التي يتم التعرف عليها عادةً من خلال اسم فاخر ينتهي بلاحقة 'mab' (للجسم المضاد وحيدة النسيلة). الأجسام المضادة هي في الأساس أجهزة الكمبيوتر العامة لجهاز المناعة ، بمعنى أنه يمكن صنعها عند الطلب للتعرف على أي جزيء يمكن تخيله. أي شيء من بروتينات الغلاف الفيروسي الكبيرة ، إلى المعادن الصغيرة ، وربما حتى الأشياء التي لا تقل انزلاقًا عن التفلون نفسه.

حكايات أنظمة 1000 دولار لكل جرعة للأورام التي يصعب علاجها ليست مبالغة. أحد الأدوية التي يشيع استخدامها كجزء من إكسير كوكتيل يُعطى لبعض أنواع سرطانات الخلايا البيضاء - أورام الخلايا البائية أو هودجكينز على سبيل المثال - هو ريتوكسيماب. هذا أمر مثير للاهتمام ، لأنه يأتي من حماية براءات الاختراع هذا العام ويمكن نظريًا الانفتاح على الآثار المفيدة للمنافسة الأكبر. الخلايا البائية هي الخلايا المسؤولة عن صنع أجسامنا المضادة للغزاة الممرضين. ما يحتمل أن يكون لدينا هنا هو احتمال معالجة الخلايا المعيبة المنتجة للأجسام المضادة ، والتي تشلها بروتيناتها غير المطوية ، مع عقاقير منفصلة للأجسام المضادة يتم تصنيعها عن طريق التحكم في الطي المناسب لاستهداف تلك البروتينات.

عندما يقول مانحو جائزة Ig Nobel أن هدفهم هو جعلنا نضحك بقدر ما هو مساعدتنا على التعلم ، فهم جادون تمامًا. خشية أن يشك أي شخص في نجاحهم حتى الآن ، قد نلاحظ أنهم يكتسبون شعبية مقارنة بجائزة نوبل 'الحقيقية'. على سبيل المثال ، من يعرف المستلمين الذين فازوا في نوبل أمس في الكيمياء لعملهم على مجموعة أدوات الحمض النووي لإصلاح الخلايا؟ ربما القليل ، ولكن على الأقل الآن ، تعرفون جميعًا الكيميائي الذي فاز بجائزة Ig Nobel عن سلق بيضة.

تحقق من سلسلة 2007es.com Explains الخاصة بنا للحصول على تغطية أكثر عمقًا لأهم الموضوعات التقنية اليوم.

Copyright © كل الحقوق محفوظة | 2007es.com