חיפוש אחר קולטני טעם מניב הצלחה מתוקה

חיפוש אחר קולטני טעם מניב הצלחה מתוקה
חיפוש אחר קולטני טעם מניב הצלחה מתוקה
Anonim

6 באפריל, 2000 - באמצעות רמזים ביוכימיים כמדריך לחיפוש מאגרי מידע מסיביים של רצפים גנטיים, חוקרי המכון הרפואי הווארד יוז (HHMI) בבית הספר לרפואה של הרווארד זיהו משפחה של גנים מועמדים בבני אדם ועכברים המקודדים עבור קולטנים שחשים כימיקלים בעלי טעם מר.

לטענת החוקרים, התגלית פותחת דרך לזיהוי קולטנים נוספים המזהים טעמים מרים ומתוקים. הממצא גם נותן לחוקרים בדיקות חדשות שבאמצעותן ניתן לאתר את החיווט של מסלולי תפיסת הטעם לתוך המוח עצמו.

לינדה באק, חוקרת HHMI בבית הספר לרפואה בהרווארד, ועמיתיה הירואקי מטסונאמי וז'אן-פייר מונמאייר פרסמו את ממצאיהם בגיליון ה-6 באפריל 2000 של Nature.

הגילוי של קבוצת באק של גנים של קולטני טעם מר משלים ממצאים שפורסמו לאחרונה של אותה משפחת גנים על ידי צוות מחקר אחר בראשות חוקר HHMI צ'ארלס צוקר מאוניברסיטת קליפורניה, סן דייגו. הצוות של צוקר פרסם את ממצאיו בגיליון ה-17 במרץ 2000 של כתב העת Cell.

רצפטורים הם חלבונים השוכנים על פני התא וקושרים כימיקלים ספציפיים בערך כמו שמפתח נכנס למנעול. כאשר מופעלים על ידי חומר כימי, הקולטנים מפעילים אותות מולקולריים בתוך התא שמשנים את חילוף החומרים של התא. במקרה של קולטני טעם, כימיקלים הפוגעים בבלוטות הטעם מעוררים דחפים עצביים הנוסעים למוח, שם מעובד מידע על הטעם.

באק ועמיתיה התחילו את החיפוש שלהם בהסתמך על תגליות קודמות של מדענים אחרים שחקרו טעם, כולל רוברט מרגולסקי, חוקר HHMI בבית הספר לרפואה בהר סיני.מרגולסקי השיג ראיות לכך שקולטנים לכימיקלים מרים ומתוקים כאחד היו מחוברים למולקולת איתות נפוצה בתוך התא - חלבון G שהוא כינה גוסטדוקין. בחיפוש אחר הגנים המבטאים קולטנים מסוג G-protein coupled (GPCRs), באק ועמיתיה הביעו תיאוריה שקולטנים כאלה יהיו קשורים באופן מרוחק לקולטנים אחרים בגוף שמאותתים באמצעות חלבוני G אחרים.

"בחוש הריח, מצאנו בעבר אלף קולטני ריח שונים אך קשורים", אמר באק. "מעניין, הקולטנים הללו מתחברים כולם לאותן מולקולות בתוך התא כדי להעביר אות. חשדנו שאותו הדבר יהיה נכון לגבי הטעם."

באק ועמיתיה צמצמו את החיפוש שלהם אחר GPCRs הקשורים לטעם לאזור של כרומוזום עכבר שמדענים אחרים מצאו שהוא מעורב ביכולת לטעום חומר מריר מסוים. באמצעות אתר Jackson Laboratory Mouse Genome Informatics, הצוות של באק איתר את האזור המבטיח של DNA הקשור לטעם, הנקרא SOA, בגנום העכבר וקבע שהאזור המקביל בבני אדם נמצא במיקום ספציפי בכרומוזום 12 של האדם.בעזרת מסד הנתונים של רצף הגנום האנושי (HGS) במרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגיה, הם סרקו את האזור הזה של כרומוזום 12 לאיתור גנים המציינים קולטנים חדשים הקשורים רחוק ל-GPCRs ידועים.

כדי לעשות זאת, המדענים השתמשו במסד נתונים אחר המכיל נתוני רצף גנים עבור GPCRs ידועים. הם השוו מגוון של גנים של GPCR עם רצפי ה-DNA הזמינים עבור כרומוזום 12 בניסיון לזהות קווי דמיון. ניתוח המחשב גילה דמיון קל בין גן GPCR מסוים לקולטן כימי לבין גן כרומוזום 12 באזור המיקוד. תוך שימוש בגן כרומוזום 12 לסריקות נוספות, הם חשפו מקבץ של גנים קשורים אך שונים באותו אזור כרומוזומלי.

"זה היה כמו קסם," אמר באק. "פתאום הופיעו כל הגנים הקולטנים האלה שהיו קשורים, והיה צביר שלם על כרומוזום 12". חקירה נוספת של מסד הנתונים של HGS גילה גם GPCR קשורים באזורים של כרומוזומים 7 ו-5 - האחרון שבהם מכיל אזור של DNA השולט ביכולתו של אדם לטעום כימיקל מריר מסוים.

"אנחנו בטוחים שהקולטנים האלה הם רק קצה הקרחון", אמר באק, והצביע על כך שגנים נוספים של קולטני טעם יופיעו בוודאות עם השלמת פרויקט הגנום האנושי. "ידוע כי קולטני ריח מפוזרים ברחבי הגנום האנושי, ואנו מאמינים שאותו הדבר יהיה נכון לגבי קולטני טעם. אנו צופים כי יש כנראה 50 עד 100 קולטנים אלו."

גילוי קולטני הטעם המועמדים מייצג כנראה רק את ההתחלה של חקירה ארוכה של חוש הטעם, אמר באק.

"ממצאים אלה פותחים את הדרך להבנה מולקולרית של טעם", אמרה. "לדוגמה, אנחנו לא יודעים איך קולטני טעם יכולים לזהות כל כך הרבה כימיקלים שונים עם מבנים מגוונים, ובכל זאת לתפוס את כולם כבעלי אותו טעם, בין אם מר או מתוק.

"כמו כן, עם הקולטנים האלה, יש לנו כעת את הכלים להתחקות אחר אותות עצביים עבור טעם מסוים כל הדרך מבלוטות הטעם דרך חיבורים רבים אל המוח.ואז אנו מקווים לראות לאן המידע מהקולטן ממוקד למעשה וכיצד הוא מאורגן במוח, ובסופו של דבר ללמוד משהו על תפיסת הטעמים השונים."

בין שלל היתרונות המעשיים האפשריים, אמר באק, עשוי להיות פיתוח של כימיקלים שחוסמים את הטעם המר של תרופות, מה שיגדיל במידה ניכרת את הסבירות שהמטופלים ישמרו על משטרי התרופות שלהם.

נושא פופולרי