Это исследование, которое использовало генный инструмент редактирования CRISPR-Cas9, служит доказательством понятия для использования генетических экранов, чтобы исследовать биологию окислительного напряжения, по словам ведущего автора Нэвдипа Чанделя, доктора философии, Дэвида В. Кьюглла, Мэриленд, профессора Медицины в Подразделении Легочной и Интенсивной терапии в Северо-Западном университете Медицинская школа Файнберга.Исследование было опубликовано по своей природе, Химической Биологией и первым автором была Коллин Рекзек, доктор философии, постдокторант в лаборатории Чанделя. Среди других авторов были члены лаборатории Chandel Хевон Кун, студент в Программе специализации Уолтера С. и Люсьенн Дрискилл по Наукам о жизни, и Инмакулада Мартинес-Рейес, доктор философии, постдокторант.Использование параквата, который вызывает некроз клеток через окислительное напряжение, ограничено в Соединенных Штатах и запрещено в Европейском союзе, но химикат все еще используется широко всюду по Азии и развивающиеся страны, по данным Chandel, также преподаватель Цитобиологии и Молекулярной биологии.
Прием пищи параквата может привести к фиброзу легкого или даже смерти, но исследование 2011 года связало профессиональное использование с повышенным риском для болезни Паркинсона, возобновив интерес к его воздействию на людей.Главная причина болезни Паркинсона – потеря функции в нейронах допамина в маленьком отделе головного мозга, названном Иранским агентством печати негра существенного признака compacta, согласно предыдущему исследованию. Те нейроны, как известно, очень уязвимы для окислительного напряжения, ведущие ученые, чтобы выдвинуть гипотезу, что паракват был связан с болезнью Паркинсона через это окислительное напряжение.
«Паракват производит много окислителей. Естественно те допаминергические нейроны будут самыми восприимчивыми к повреждению», сказал Чандель.Однако механизм, которым паракват создал окислители, был неизвестен – до сих пор.Chandel и его сотрудники провели положительный экран выбора CRISPR-Cas9, создав тысячи клеток, каждого с одним отдельным выключенным геном.
«Мы думали, что это был метаболический белок, который паракват активировал, чтобы произвести окислители», сказал Чандель. «Таким образом, мы локализовали нашу работу к 3 000 генов, которые кодируют для метаболических белков, а не эти 18 000 – 20 000 генных клеток человека имеют всего».Они выставили то подмножество клеток к параквату – большинство клеток умерло, но не все они. Определенные клетки с пробитыми генами были стойкими к параквату, предположив, что те гены могут быть ответственны за токсичность.Ученые определили три гена, потеря которых присудила сопротивление параквату: POR, ATP7A и SLC45A4.
POR, белок в endoplasmic сеточке, перебирался как главный источник окисления, которое нанесло ущерб. Точное определение этих генов могло помочь опознать людей, которые особенно уязвимы для параквата, сказал Чандель.«У определенных людей с генетическими мутациями мог быть высокий уровень этого гена. Они были бы очень восприимчивы к отравлению паракватом, работая над фермой, например», сказал он.
Однако самая эффективная еда на дом из бумаги может быть как доказательство понятия для следственной биологии окислительного напряжения, по данным Chandel.POR был ранее вовлечен в поколение окислителя, но большинство доказательств указало на системы в митохондриях, согласно исследованию, и никакой категорический ответ не появился, пока это исследование не проводилось.«Теперь, мы можем войти и проверить, как агенты окислителя подчеркивают работу», сказал Чандель. «Красота бумаги находится во власти этих беспристрастных генетических экранов, которые мы можем теперь использовать с технологией CRISPR».
Исследование напряжения окислителя могло выплатить дивиденды в будущем, по словам Чанделя, включая в развитии наркотиков, разработанных, чтобы произвести окислительное напряжение в раковых клетках, убив их, оставляя здоровые клетки в покое. В то время как некоторые наркотики в настоящее время существуют, недостаточно, как известно, об их путях создает функционирующий комплекс, сказал Чандель.
«Биология окислительного напряжения – все еще тайна», сказал он. «Положительные экраны выбора CRISPR могли быть способом понять его».