‘Komputer’ skala nano mengontrol fungsi protein, memengaruhi perilaku sel – Sains Terkini
Top Technology

‘Komputer’ skala nano mengontrol fungsi protein, memengaruhi perilaku sel – Sains Terkini

Penciptaan komputer skala nano untuk digunakan dalam perawatan kesehatan presisi telah lama menjadi impian banyak ilmuwan dan penyedia layanan kesehatan. Sekarang, untuk pertama kalinya, para peneliti di Penn State telah menghasilkan agen komputasi nano yang dapat mengontrol fungsi protein tertentu yang terlibat dalam pergerakan sel dan metastasis kanker. Penelitian ini membuka jalan bagi pembangunan komputer skala nano yang kompleks untuk pencegahan dan pengobatan kanker dan penyakit lainnya.

Nikolay Dokholyan, Profesor G. Thomas Passananti, Penn State College of Medicine, dan rekan-rekannya — termasuk Yashavantha Vishweshwaraiah, sarjana pascadoktoral di bidang farmakologi, Penn State — menciptakan ‘gerbang logika’ seperti transistor, yang merupakan jenis operasi komputasi di mana beberapa input mengontrol output.

“Gerbang logika kami hanyalah awal dari apa yang Anda sebut komputasi seluler,” katanya, “tetapi ini adalah tonggak utama karena menunjukkan kemampuan untuk menanamkan operasi bersyarat dalam protein dan mengontrol fungsinya, kata Dokholyan. memungkinkan kami untuk mendapatkan pemahaman yang lebih dalam tentang biologi dan penyakit manusia dan memperkenalkan kemungkinan untuk pengembangan terapi presisi.”

Gerbang logika tim terdiri dari dua domain sensor yang dirancang untuk merespons dua input – cahaya dan obat rapamycin. Tim menargetkan protein focal adhesion kinase (FAK) karena terlibat dalam adhesi dan pergerakan sel, yang merupakan langkah awal dalam perkembangan kanker metastatik.

“Pertama, kami memperkenalkan domain sensitif rapamycin, yang disebut uniRapr, yang sebelumnya telah dirancang dan dipelajari oleh lab, ke dalam gen yang mengkode FAK,” kata Vishweshwaraiah. “Selanjutnya, kami memperkenalkan domain, LOV2, yang sensitif terhadap cahaya. Setelah kami mengoptimalkan kedua domain, kami menggabungkannya menjadi satu desain gerbang logika akhir.”

Tim memasukkan gen yang dimodifikasi ke dalam sel kanker HeLa dan, menggunakan mikroskop confocal, mengamati sel secara in vitro. Mereka mempelajari efek dari masing-masing input secara terpisah, serta efek gabungan dari input, pada perilaku sel.

Mereka menemukan bahwa tidak hanya mereka dapat dengan cepat mengaktifkan FAK menggunakan cahaya dan rapamycin, tetapi juga bahwa aktivasi ini mengakibatkan sel-sel mengalami perubahan internal yang meningkatkan kemampuan perekat mereka, yang pada akhirnya menurunkan motilitas mereka.

Hasil mereka dipublikasikan hari ini (16 November) di jurnal Komunikasi Alam.

“Kami menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa kami dapat membangun agen komputasi nano yang berfungsi di dalam sel hidup yang dapat mengontrol perilaku sel,” kata Vishweshwaraiah. “Kami juga menemukan beberapa fitur menarik dari protein FAK, seperti perubahan yang dipicunya dalam sel ketika diaktifkan.”

Dokholyan mencatat bahwa tim berharap untuk akhirnya menguji agen nanocomputing ini in vivo dalam organisme hidup.

Penulis Penn State lainnya di atas kertas termasuk Jiaxing Chen, mahasiswa pascasarjana; Venkat R. Chirasani, rekan pascadoktoral; dan Erdem D. Tabdanov, asisten profesor farmakologi.

Institut Kesehatan Nasional dan Yayasan Passan mendukung penelitian ini.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Negara Bagian Penn. Asli ditulis oleh Sara LaJeunesse. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Posted By : togel hari ini hongkong yang keluar