اختراع حسگری جدید برای ثبت فعالیت کلسیوم در سلول

گروهی از محققان دانشگاه ایالتی جورجیا روش جدیدی را برای تشخیص فعالیت کلسیم در سلول ها ایجاد کرده اند. که می تواند به طور مستقیم کلسیم را در مکان های خاصی از سلول کنترل کند ، این اختراع می تواند دانشمندان و پزشکان را به درک بهتری از علل بیماری های مولکولی انسان برساند.

کلسیم برای بسیاری از فرایندهای فیزیولوژیکی از جمله سلامت و عملکرد سیستم های عضلانی ، عصبی ، گردش خون و گوارش یک ماده ضروری محسوب می شود.

اختراع حسگری جدید برای ثبت فعالیت کلسیوم در سلول

کلسیم مولکول های سیگنال دهننده را تقویت می کند که در داخل سلول ها واکنش نشان می دهند و علاوه بر آن آزادسازی انتقال دهنده های عصبی یا همان پیام رسان های شیمیایی که سیگنال های نورون ها را منتقل می کنند را کنترل می کند.

همچنین باعث انقباض سلول های ماهیچه ای می شود و به لقاح کمک می کند. کلسیم برای شکل گیری استخوان نقش اساسی دارد و بسیاری از فرایندهای درون سلولی به کلسیم نیاز دارند یا از آن استفاده می کنند.

با توجه به این طیف وسیع از عملکردها ، کنترل حرکت و میزان کلسیوم می تواند ابزاربسیار مناسبی  برای مکانیسم ها و تغییرات بیولوژیکی باشد.چالش این است که چگونه می توان این تغییرات سریع را در مکان های بسیار خاص ثبت و کنترل کرد.

برای دریافت هرچه بهتر سیگنال های ایجاد شده هنگام حرکت کلسیوم ها و ثبت آنها ، محققان روشی را برای طراحی محل اتصال کلسیم بر روی سطح چندین پروتئین فلورسنت ایجاد کرده اند.

این مطالعه که در مجله Angewandte Chemie منتشر شد ، نشان می دهد که سنسور کلسیم قرمز ، معروف به R-CatchER ، در تشخیص سیگنال های کلسیم در انواع مختلف سلول ها بسیار حساس است.

این کشف یک پیشرفت بزرگ برای محققان می باشد که ده های زیادی صرف توسعه و پالایش تکنیک خود کرده اند. آنها به تازگی مقاله ای در مورد توسعه سنسور کلسیم سبز موسوم به G-CatchER+در مجله iScience منتشر کردند.

در این حسگر پروتئینی استفاده می شود که قادر است تغییرات زودگذر را شناسایی کرده و فعالیت کلسیم را بطور مستقیم اندازه گیری کند. و توسط آن میتوان رویدادهای کلسیم در سلول های سالم را زیر نظر گرفت سپس میتوان تغییرات کلسیوم را در حالت بیماری مشاهده کرد.

در نهایت R-CatchER می تواند برای تحقیقات و مطالعات آزمایشگاهی بسیار مفید باشد. به عنوان مثال ، تعیین اینکه آیا بین تغییرات کلسیم و یک بیماری خاص ارتباط وجود دارد یا خیر.  فناوری آنها همچنین می تواند به کشف مواد مخدر کمک کند. همچنین میتوان از این فناوری برای تشخیص موادمخدر استفاده نمود.

این روش منحصر به فرد برای درک نحوه کنترل رویدادهای پیری یا بیماری ها توسط کلسیم کاربرد دارد. این ابزار می تواند اطلاعات دقیقی در خصوص بیماری ها و ترکیب دارویی جهت درمان بیماری ها توسط مسیریابی سیگینال ها در اختیار دانشمندان قرار بدهد.

بنابر گفته محققان  گام بعدی استفاده از این فناوری در مدل های حیوانی می باشد تا به درک بهتری از نحوه دخالت رویدادهای مختلف سلولی در بیماری ها برسیم.