ua     ru    Sitemap   Sitemap     | Пошук... |       Сайт відкрито 14.12.2005

Ukraine - Distributed Computing Team

 

 » Навігація 
  Новини
  Новини (Архів)
  Описи проектів
  Опитування
  Архіви

  Форум
  Форум (PDA)

 » Статті 


       Описи проектів 
Начало раздела >

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: Субота, 21 Жовтень 2006
Прочитана: 13095 раз

Распечатать Распечатать    Переслать Переслать    В избранное В избранное

Повернутися назад

 » Положення команди 
Медико-біологічні
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
Криптографія
DistrRTgen
68
Enigma@Home
52
RC5-72
22
Фізика
Einstein@Home
49
IBERCIVIS
1
Leiden Classical
61
Lhc@Home
33
Magnetism@Home
2
Muon1-DPAD
31
Spinhenge@Home
39
Хімія
QMC@Home
44
Kосмос
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
Штучний інтелект
FreeHAL@Home
24
Neurona@Home
21
Інтернет
Majestic-12
4
Рендеринг
Burp
34
Luxrenderfarm@home
0
ORE (Open Rendering Environment)
40
Ігрові проекти
Chess960@Home
95
sudoku@vtaiwan
16
Клікери і трекери
Marmot Project
239
Whatpulse
83
Мікс
AlmereGrid
24
Pirates@Home
9
Sztaki Desktop Grid
58
Yoyo@Home
37