Forskere fra Center for Genomregulering (CRG) og Cambridge Universitet har opnået et banebrydende resultat: For første gang nogensinde har de formået at styre mængden og placeringen af proteiner i levende dyrs væv ved hjælp af et plantehormon. Dette gennembrud forventes at accelerere forskningen inden for aldring og en række sygdomme.
Den nye metode, som blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications fredag, gør det muligt at finjustere proteinkoncentrationen i forskellige dele af en levende organisme. Man kan enten øge eller mindske niveauet uden at forstyrre organismens normale funktion, oplyser CRG.
Metoden er blevet succesfuldt afprøvet på orme, specifikt nematoden Caenorhabditis elegans. Den giver mulighed for at modulere proteiner i både tarm og nerveceller gennem hele dyrets levetid, alt imens ormen fortsætter med at spise, bevæge sig og vokse helt normalt.
Et banebrydende værktøj til biologisk forskning
Forskerne bag studiet understreger, at dette nye værktøj “baner vejen for udviklingen af helt nye eksperimenter, som ikke kan udføres med eksisterende metoder.” Dette inkluderer for eksempel muligheden for at måle mængden af et sundhedsmæssigt essentielt protein eller at følge, hvordan selv små molekylære ændringer i ét væv kan sprede sig til andre dele af kroppen.
“Ingen proteiner arbejder isoleret,” forklarer Nicolas Straustrup, forsker ved CRG og studiets hovedforfatter. “Vores nye tilgang giver os en unik mulighed for at undersøge, hvordan et utal af proteiner i forskellige væv interagerer og regulerer kroppens funktioner samt ældningsprocessen.”
Hidtil har de fleste genetiske metoder kun tilladt enten fuld aktivering eller total eliminering af proteiner. Denne “ikke særlig nuancerede og præcise” tilgang har begrænset vores forståelse af biologiske finesser.
“For at afdække biologiens finesser har vi ofte brug for at kunne justere proteinkoncentrationen – måske halvt her og en fjerdedel der. Men indtil nu har vi kun haft metoder, der sigter mod at fjerne et protein fuldstændigt,” udtaler Straustrup og sammenligner det nye værktøj med at “justere lydstyrken på et fjernsyn.”
Sådan fungerer den nye teknik
Denne innovative metode er udviklet fra AID-systemet (Auxin-induceret nedbrydning), som bygger på plantehormonet auxin – et stof der er kendt for at regulere planters vækst og udvikling.
CRG-forskerne har videreudviklet dette til en “to-kanals” version. Denne version benytter to forskellige TIR1-enzymer, hvoraf hvert enzym aktiveres af et specifikt plantehormon (auxin).
Denne opfindelse åbner for en hidtil uset fleksibilitet: Den gør det muligt at regulere aktiviteten af det samme protein separat i to forskellige væv, eller endda at styre to forskellige proteiner samtidigt i det samme dyr.
