ua     ru    Sitemap   Sitemap     | Поиск... |       Сайт открыт 14.12.2005

Ukraine - Distributed Computing Team

 

 » Навигация 
  Новости
  Новости (Архив)
  Описания проектов
  Наши опросы
  Архивы

  Форум
  Форум (PDA)

 » Статьи  


       Описания проектов 
Начало раздела > Life Sciences

Лингвистика помогла создать новый класс лекарств



Лингвистика помогла создать новый класс лекарств

Последовательность аминокислот одного из белков человеческого организма (с) журнал Европейской организации молекулярной биологии, 1998 год      Химики из Массачусетского Технологического Института (Department of Chemical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, USA) научились проектировать новые высокоэффективные антимикробные препараты при помощи методов лингвистики.

     Ученые подвергли лингвистическому анализу так называемые антимикробные пептиды (antimicrobial peptides) - очень короткие белковые молекулы, состоящие примерно из 20-30 аминокислот, которые вырабатываются клетками животных и человека для борьбы с микробами. Антимикробные пептиды - часть системы врожденного иммунитета. В отличие от антител, они не модифицируются в течение жизни организма и не "подстраиваются" под новые виды возбудителей.

     Последовательность аминокислот в молекуле пептида рассматривалась как предложение, а отдельные аминокислоты - как слова. Лингвистический анализ позволил выявить в известных антимикробных пептидах около 700 характерных грамматических структур или "фраз", каждая длиной по 10 аминокислот.

     Вот пример одной из таких структур: P[KAYS][ILN][FGI]C[KPSA][IV][TS][RKC][KR]. Буквами здесь обозначены разные аминокислоты. Несколько букв, заключенных в квадратные скобки, означают, что на этом месте может стоять любая из перечисленных аминокислот. Например, в данной "фразе" на первом месте всегда стоит аминокислота P, на втором - любая из четырех аминокислот K, A, Y или S, на третьем - либо I, либо L, либо N, и так далее. Учитывались "фразы", которые характерны только для антимикробных пептидов, но не для других пептидов и белков.

     На основе найденных закономерностей ученые спроектировали и изготовили 42 новых антимикробных пептида, которые соответствуют выявленным "грамматическим правилам", но при этом отличаются от всех известных природных аналогов. Каждый искусственный пептид состоял из 20 аминокислот. Это типичная длина антимикробного пептида. Аминокислоты подбирались таким образом, чтобы любые 10 аминокислот, идущих подряд (например, с первой по десятую, с третьей по тринадцатую, и так далее), соответствовали одной из семисот выявленных грамматических структур.

     Оказалось, что 18 из 42 новых молекул обладают сильным антимикробным действием в отношении одного или нескольких микроорганизмов. В том числе удалось получить новые препараты против таких опасных микробов, как возбудитель сибирской язвы (Bacillus anthracis) и золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus).

     Чтобы убедиться в том, что антимикробное действие определяется именно "грамматикой", то есть последовательностью аминокислот, а не просто аминокислотным составом пептида, был проведен следующий эксперимент. Для каждого из 42 искусственных пептидов был изготовлен контрольный аналог - пептид, состоящий из тех же аминокислот, но расположенных в произвольном порядке. Антимикробный эффект был выявлен только у двух из 42 пептидов.

     Не исключено, что искусственные антимикробные пептиды в будущем смогут заменить антибиотики. Важное преимущество нового класса лекарств состоит в том, что микробам гораздо труднее выработать устойчивость к антимикробным пептидам, чем к обычным антибиотикам.

     Впрочем, "гораздо труднее" - не значит "невозможно". Приспособляемость микроорганизмов чрезвычайно велика. Именно поэтому так важно научиться изготавливать искусственные антимикробные пептиды, не похожие на те, что встречаются в природе, и в особенности на те, которые вырабатываются клетками человека.

     Если медики начнут широко применять в качестве лекарственных препаратов естественные антимикробные пептиды, то рано или поздно обязательно появятся штаммы устойчивых к ним микроорганизмов. Это может поставить под угрозу здоровье всего человечества - ведь мы, фактически, выведем микробов, способных без труда преодолевать один из самых важных естественных защитных барьеров организма.

     Искусственные пептиды, соответствующие естественной "грамматике", но все-таки непохожие на свои природные аналоги, в этом отношении намного безопаснее. В крайнем случае, появятся микробы, устойчивые к данному лекарству, но не более. К этому медики давно привыкли, и единственная возможная контрмера хорошо известна: нужно просто спроектировать новое лекарство.

     Великое состязание человеческого гения с изобретательностью биологической эволюции продолжается.

     Источник: A linguistic model for the rational design of antimicrobial peptides. Nature 443, 867-869 (19 October 2006).

      Александр Марков, http://www.svobodanews.ru/


Дата: Суббота, 21 Октябрь 2006
Прочитана: 11471 раз

Распечатать Распечатать    Переслать Переслать    В избранное В избранное

Другие публикации
  • Проект "Геном человека" (Human Genome Project)
  • Генетическая Революция
  • Проект расшифровки генома рака (The Cancer Genome Atlas, TGCA)
  • Медицина с учетом генетических особенностей человека: первый пациент
  • Перспективы грид-технологий
  • Опубликованы результаты реалистичного моделирования глобального потепления в ближайшие два века
    Вернуться назад

  •  » Место команды 
    Медико-биологические
    Correlizer
    47
    DrugDiscovery@Home
    9
    Fightaids@Home
    40
    Folding@Home
    56
    Gpugrid.net
    50
    Help Cure Muscular Dystrophy
    40
    Help Conquer Cancer
    40
    Help Fight Childhood Cancer
    40
    Human Proteome Folding (Phase 2)
    40
    Lattice Project
    20
    Malariacontrol.net
    47
    NRG@home (Najmanovich Research Group)
    26
    Poem@Home
    32
    Ps3grid.net
    50
    RNA World
    47
    Rosetta@Home
    27
    World Community Grid
    40
    Математика
    Abc@Home
    13
    Collatz Conjecture
    75
    EulerNet
    10
    Gimps (Great Internet Mersenne Prime Search)
    29
    Mersenne@home
    78
    NFS@Home (Number Field Sieve)
    55
    OGR-27
    11
    OPTIMA@HOME
    35
    primaboinca
    44
    Primegrid
    40
    Seventeen Or Bust
    16
    Seventeen Or Bust-Sieve
    17
    WEP-M+2 Project (Wanless)
    40
    Криптография
    DistrRTgen
    68
    Enigma@Home
    52
    RC5-72
    22
    Физика
    Einstein@Home
    49
    IBERCIVIS
    1
    Leiden Classical
    61
    Lhc@Home
    33
    Magnetism@Home
    2
    Muon1-DPAD
    31
    Spinhenge@Home
    39
    Химия
    QMC@Home
    44
    Космос
    Constellation@home
    51
    Cosmology@Home
    44
    Milkyway@Home
    48
    Orbit@Home
    27
    SETI@Home
    90
    Планета земля
    Climate Prediction
    43
    La Red de Atrapa Sismos
    7
    Quake Catcher Network
    64
    Radioactive@Home
    12
    Virtual Prairie (ViP)
    24
    Искуственный интеллект
    FreeHAL@Home
    24
    Neurona@Home
    21
    Интернет
    Majestic-12
    4
    Рендеринг
    Burp
    34
    Luxrenderfarm@home
    0
    ORE (Open Rendering Environment)
    40
    Игровые проекты
    Chess960@Home
    95
    sudoku@vtaiwan
    16
    Кликеры и трекеры
    Marmot Project
    239
    Whatpulse
    83
    Микс
    AlmereGrid
    24
    Pirates@Home
    9
    Sztaki Desktop Grid
    58
    Yoyo@Home
    37