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Arizona State University (USA)
Die Forscher - unter Leitung von Lokesh Joshi, ein ASU Junior-Professor in der Abteilung für Harrington Bioengineering der Ira A. Fulton School of Engineering und ein Mitglied der Arizona BioDesign Institut - haben einen Weg gefunden, wonach Pflanzen kann der Mensch-wie Proteine .
Diese Entdeckung könnte dazu führen, dass ein wirksames Mittel zur Herstellung von Proteinen, die medizinisch wichtige und zwar mit einer Methode, die wirksame und weniger teuer als die derzeitigen Methoden, sagte Joshi.
"Die Entdeckung hat sowohl Grundlagenforschung und der angewandten Wissenschaft-Anwendungen," sagte Joshi. "Es ist ein Weg, eine Reihe von chemischen Reaktionen, die noch nie berichtet worden, bevor in Pflanzen. Die Entdeckung wird die Verwendung von Pflanzen zur Herstellung von medizinisch relevante Proteine, in seiner korrekten Form, für den menschlichen Gebrauch. "
Ein Papier in dem die Forschung, "Sialylated endogenen Glykokonjugaten in Pflanzenzellen," erscheint in der Dezember 2003 Ausgabe von Nature Biotechnology. Zusätzlich zu Joshi, Autoren des Papiers sind ASU Doktorand MITI Shah, Gastprofessor Kazuhito Fujiyama, und ASU Wissenschaftler C. Robert Flynn.
Mit Pflanzen, um Proteine für den Menschen ist eine Idee, die diskutiert wurde für einige Zeit. Aber ein gemeinsames Problem mit der Anlage produzierten Proteine ist, dass sie oft abgelehnt, durch den menschlichen Körper, das sieht sie als ausländische. Dies hat zur Folge, die körpereigene Immunsystem greift den Stoffen zu befreien sich von ihnen.
Die Forscher hatten festgestellt, dass die Auslöser für diese Aktion war der Mangel an spezifischen Zucker Gruppen genannt sialic Säuren, die an die Zucker-Ketten auf Protein-Moleküle.
Wenn diese Gruppen sind auf die Proteine, der Körper nicht handeln zu befreien, sich von ihnen. Ohne die Zucker-Gruppen, jedoch, das Immunsystem greift und das Protein (Drogen) ist schnell weggeräumt.
"In Menschen, sialic Säuren schützen den Gehalt an Proteinen," sagte Joshi. "Sie sagen, unser Körper, dass es sich hierbei um ein Self-made-Protein. Ist dies nicht der Fall, auf ein Glykoprotein, dann unser Körper sagt es sich nicht um eine selbst gemacht Protein, und es muss entfernt werden. "
Joshi und sein Kollege Entdeckung ist ein komplexer Weg, oder eine Reihe von chemischen Reaktionen, in Pflanzen, fügen Thesen Zucker Gruppen, die Proteine. Dieser Weg, im Wesentlichen wissen, ist auf den Menschen und Pflanzen.
"Es ist ein sialic Säure Synthese Weg," sagte Joshi. "Beim Menschen sind sie wichtig für die Halbwertszeit von unserer Proteine und Immunsystem, aber wir wissen nicht, was ihre Rolle ist in Pflanzen. Es kann im Zusammenhang mit einer Anlage, die Fähigkeit zu überleben stressigen Bedingungen, wie ein Mangel an Wasser oder Nährstoffe, oder es kann eine Rolle im Pflanzen-Pathogen-Interaktion. "
So weit, das Team hat sich auf drei menschliche Proteine - ein Immun-Aktivator genannten Makrophagen-Aktivierung ein Faktor, eine Art von Kollagen und ein Hitze-Schock-Protein. Sie haben die Arbeiten an drei Anlagen - Tabak, Arabidopsis und Luzerne.
"Was wir entdeckt ist, dass es eine sehr komplexe Reihe von Reaktionen, die in Pflanzen und niemand weiß, wie er bekam es oder was sie tut es, aber es ist ähnlich wie Menschen," sagte Joshi.
Wissen, dass der Pfad vorhanden ist, erklärte er, öffnet sich ein Weg, die verwendet werden können, um die richtige Glykoproteine für den Menschen durch die Pflanzen. Doch die Forscher müssen, um andere Aspekte des Prozesses.
"Wir sehen etwa 2 bis 3 Prozent der sialic Säuren auf Proteine in Pflanzen. Wir möchten, um zu sehen, 95 Prozent ", sagte Joshi. "Also arbeiten wir an Metabolic Engineering Methoden zur Verbesserung des Niveaus von Enzymen, die diese Reaktionen in der Anlage, um maximale Ausbeute.
Die Forscher werden ihre Arbeit an der neuen Wege, die Nutzung Systeme, die in Pflanzen, sondern als Zugabe ein Gen zu einer Pflanze, um sie in eine ganz andere Form.
"Ich glaube, dass Pflanzen haben die genetische Make-up für die Durchführung komplexer Mensch-ähnliche Reaktionen," erklärt Joshi. "Unser Ansatz ist die Verwendung, was gibt es in der Anlage-System manipulieren und zu entwickeln, dass etwas für die Menschen. Jetzt haben wir festgestellt, die Gene in den Pflanzen und wir arbeiten mit den im Labor zu regulieren und sie bekommen mehr und mehr sialic Säuren aus ihnen heraus. "
Quellen:
Lokesh Joshi, (480) 965-0655
Lokesh.joshi @ asu.edu