{"id":8769204,"date":"2016-06-25T23:59:47","date_gmt":"2016-06-25T21:59:47","guid":{"rendered":"https:\/\/criticalbiomass.blog.hu\/2016\/06\/25\/intelligens_tervezes_a_gyogyszerkutatasban"},"modified":"2016-06-25T23:59:47","modified_gmt":"2016-06-25T21:59:47","slug":"intelligens_tervezes_a_gyogyszerkutatasban","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/criticalbiomass.hu\/?p=8769204","title":{"rendered":"RNS strukt\u00far\u00e1k a gy\u00f3gy\u00e1szatban"},"content":{"rendered":"

Evol\u00faci\u00f3biol\u00f3gusk\u00e9nt az els\u0151 bejegyz\u00e9sem itt fura m\u00f3don az intelligens tervez\u00e9sr\u0151l sz\u00f3l. Lassan ott tartunk a vil\u00e1g ismeret\u00e9ben, hogy eg\u00e9szen \u00e9rdekes dolgokat tudunk racion\u00e1lisan tervezni. Persze tervezni m\u00e1r r\u00e9g\u00f3ta tervez\u00fcnk dolgokat, mint \u00e9p\u00fcleteket, j\u00e1rm\u0171veket vagy ak\u00e1r sz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9peket. De gy\u00f3gyszereket? Manaps\u00e1g azokat is.<\/p>\n

Olyan betegs\u00e9gekr\u0151l legyen sz\u00f3, amelyben egy RNS a ludas. Lehet ez egy RNS v\u00edrus vagy egy r\u00e1k, amelyben egy szab\u00e1lyz\u00f3 RNS molekula felel\u0151s a kontroll\u00e1latlan sejtoszt\u00f3d\u00e1s\u00e9rt. Az RNS molekul\u00e1k m\u00e1sodlagos szerkezet\u00e9t (l\u00e1sd \u00e1bra) k\u00f6nny\u0171 sz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9pes m\u00f3dszerekkel j\u00f3solni. Az \u00edgy kapott szerkezetben lev\u0151 elemek ellen kell valamilyen szelekt\u00edv kis molekul\u00e1s gy\u00f3gyszert k\u00e9sz\u00edteni, ami k\u00f6t\u0151dve az RNS molekul\u00e1hoz, akad\u00e1lyozza annak m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u00e9t.<\/p>\n

Ez \u00edgy le\u00edrva egyszer\u0171nek hangzik, de honnan fogjuk tudni, hogy milyen vegy\u00fclet kell ezen RNS-en lev\u0151 szerkezeti egys\u00e9gek ellen? Nem \u00e1rt, ha van egy adatb\u00e1zis pont erre a c\u00e9lra. Az elm\u00falt \u00e9vekben Matthew Disney \u00e9s kutat\u00f3csoportja pontosan ilyen adatb\u00e1zist hozott \u00f6ssze.<\/p>\n

\"blog-randomrnainternallopp.png\"<\/p>\n

Vizsg\u00e1lt RNS-ek m\u00e1sodlagos szerkezete. A m\u00e1sodlagos szerkezetben azt t\u00fcntetj\u00fck fel, hogy mely b\u00e1zis mely m\u00e1sik b\u00e1zissal kapcsol\u00f3dik (s persze mely b\u00e1zisok vannak magukban). A legismertebb m\u00e1sodlagos szerkezet a tRNS “l\u00f3herelev\u00e9l” form\u00e1ja. A f\u00e9lk\u00f6v\u00e9rrel szedett N<\/strong>-ek jel\u00f6lik azokat poz\u00edci\u00f3kat, amelyekre mindenf\u00e9le kombin\u00e1ci\u00f3ban nukleotidokat helyeztek, s azok k\u00f6t\u0151d\u00e9s\u00e9t kis molekul\u00e1khoz n\u00e9zt\u00e9k. A jobb \u00e9s baloldali RNS-ben egy bels\u0151 hurkot v\u00e1ltoztattak, m\u00edg a k\u00f6z\u00e9ps\u0151n\u00e9l egy v\u00e9ghurkot.
<\/small><\/p>\n

Az adatb\u00e1zis alapj\u00e1ul szolg\u00e1l\u00f3 adatokat az \u00fagynevezett k\u00e9tdimenzi\u00f3s, kombin\u00e1ci\u00f3s sz\u0171r\u00e9ssel (two-dimensional combinatorial screening<\/em>, 2DCS) szerezt\u00e9k. R\u00f6viden, vegy\u00fcnk egy felsz\u00ednt, amire rakosgassunk fel molekul\u00e1kat. Ezek lesznek azok a kis molekul\u00e1k, amelyekr\u0151l szeretn\u00e9nk, ha k\u00f6t\u0151dn\u00e9nek valamilyen RNS-hez.\u00a0Ezeket a molekul\u00e1kat j\u00f3l odarakjuk (k\u00e9miailag odak\u00f6tj\u00fck, immobiliz\u00e1ljuk). Majd vegy\u00fcnk egy RNS k\u00f6nyvt\u00e1rat (azaz sokf\u00e9le RNS molekul\u00e1t), amelyben egyetlen bels\u0151 hurok minden lehets\u00e9ges v\u00e1ltozat\u00e1t el\u0151\u00e1ll\u00edtottuk. Ez a 6 nukleotidb\u00f3l \u00e1ll\u00f3 r\u00e9sz \u00f6sszesen 4096 (4\u00d74\u00d74\u00d74\u00d74\u00d74) k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 bels\u0151 hurkot jelenthet (fenti \u00e1bra bal oldali szerkezet). Ezeket eressz\u00fck r\u00e1 az immobiliz\u00e1lt kis molekul\u00e1kra \u00fagy, hogy er\u0151s kapcsol\u00f3d\u00e1s eset\u00e9n az RNS molekul\u00e1k is maradjanak a hely\u00fck\u00f6n. \u00cdgy k\u00e9s\u0151bb az RNS molekul\u00e1t kinyerve az felszapor\u00edthat\u00f3 PCR<\/a>-el \u00e9s szekvenci\u00e1ja meghat\u00e1rozhat\u00f3 (hogy tudjuk mi k\u00f6t\u0151d\u00f6tt mihez). Persze a kis molekula nem csak ehhez a 6 nukleotidhoz vagy az \u00e1ltaluk kialak\u00edtott szerkezetekhez k\u00f6t\u0151dhet, hanem az RNS molekula m\u00e1s r\u00e9szeihez is. Minket viszont csak ez a kis r\u00e9szlet \u00e9rdekelt (ebb\u0151l is nagyon sok fajta van). Legy\u00e1rtott\u00e1k az RNS-eket \u00fagy is, hogy ez a bels\u0151 hurok nem szerepel benn\u00fck. A k\u00f6t\u0151d\u00e9svizsg\u00e1latot ezzel a szerkezettel is elv\u00e9gezve, ha az k\u00f6t\u0151dik ugyan azon kis molekul\u00e1hoz, akkor nem a 6 b\u00e1zisos r\u00e9szen kereszt\u00fcl k\u00f6t. Ha viszont a bels\u0151 hurok n\u00e9lk\u00fcl nem k\u00f6ti az RNS a kis molekul\u00e1t, akkor bizony a minket \u00e9rdekl\u0151 r\u00e9szlet felel\u0151s a k\u00f6t\u0151d\u00e9s\u00e9r\u00e9t.<\/p>\n

A kis molekula k\u00f6t\u00e9s\u00e9re szelekt\u00e1lt szekvenci\u00e1kban\/szerkezetekben azt\u00e1n megkeress\u00fck a hasonl\u00f3s\u00e1got (p\u00e9ld\u00e1ul, hogy UU egym\u00e1ssal szemben van, vagy az AC nem p\u00e1rosod\u00f3 kit\u00fcremked\u00e9s (bels\u0151 hurok) mellett legal\u00e1bb egy GC p\u00e1r is van). Ez a sz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9pes r\u00e9sze a m\u00f3dszernek. Mag\u00e1nak az RNS m\u00e1sodlagos szerkezetnek a meghat\u00e1roz\u00e1sa is sz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9pes m\u00f3dszerrel t\u00f6rt\u00e9nik.<\/p>\n

Az eml\u0151r\u00e1k kialak\u00edt\u00e1s\u00e1ban feltehet\u0151leg r\u00e9szt vev\u0151 microRNA-96 nev\u0171 szab\u00e1lyoz\u00f3 RNS elnyomja a FOXO1 sejthal\u00e1lt<\/a> el\u0151seg\u00edt\u0151 feh\u00e9rje kifejez\u0151d\u00e9s\u00e9t. \u00cdgy a sejtek nem halnak meg, amikor meg k\u00e9ne halniuk, s kontroll\u00e1latlanul oszt\u00f3dni kezdenek. Ezt az RNS-t egy bis<\/em>–benzimidazol<\/a> k\u00f6ti (kor\u00e1bbi tanulm\u00e1nyukb\u00f3l ismert\u00e9k (Velagapudi et al.<\/em> 2014)). Ez a vegy\u00fclet egy U-U bels\u0151 hurokhoz k\u00f6t\u0151dik (lenti \u00e1br\u00e1n z\u00f6ld r\u00e9sz). B\u00e1r ez a vegy\u00fclet igen specifikus erre a szerkezeti elemre, de egy j\u00f3 gy\u00f3gyszert\u0151l elv\u00e1rjuk, hogy csak azt a molekul\u00e1t g\u00e1tolja, amely ellen hatni kell, s m\u00e1st ne (ez a szelektivit\u00e1s). A felt\u00e9telez\u00e9s az, hogy U-U bels\u0151 hurok sincs t\u00fal sok a szervezetben lev\u0151 funkcion\u00e1lis RNS-ekben, de U-U bels\u0151 hurok \u00e9s mellette k\u00e9t b\u00e1zisp\u00e1rral arr\u00e9bb egy G-G bels\u0151 hurok egy\u00fcttes m\u00e9g kevesebb. Teh\u00e1t a k\u00f6t\u00e9s specifikuss\u00e1g\u00e1t, s \u00edgy a gy\u00f3gyszer szelektivit\u00e1s\u00e1t \u00e9s hat\u00e9konys\u00e1g\u00e1t tov\u00e1bb n\u00f6velend\u0151 olyan vegy\u00fcletet kerestek az adatb\u00e1zisban, ami a k\u00f6zeli G-G bels\u0151 hurkot k\u00f6ti. Ez a vegy\u00fclet egy m\u00e1sik\u00a0bis<\/em>-benzimidazol. A k\u00e9t vegy\u00fclet \u00f6sszekapcsolva elvileg ezt a szerkezeti elemet k\u00e9pes csak k\u00f6tni. S igen, az \u00edgy kapott molekula (lenti \u00e1br\u00e1n 3-assal jel\u00f6lve) hat\u00e9konynak bizonyult az microRNA-96 RNS k\u00f6t\u00e9s\u00e9ben \u00e9s sejtteny\u00e9szetben a r\u00e1kos n\u00f6veked\u00e9s f\u00e9kez\u00e9s\u00e9ben \/ a r\u00e1kos sejtek apopt\u00f3zis\u00e1nak induk\u00e1l\u00e1s\u00e1ban.<\/p>\n

\"blog-rnsligand.gif\"<\/div>\n
A microRNA-96 m\u00e1sodlagos szerkezete, illetve az U-U bels\u0151 hurkot (z\u00f6ld), valamint a G-G bels\u0151 hurkot (lila) k\u00f6t\u0151 vegy\u00fcletek. A k\u00e9t vegy\u00fclet egy\u00fctt m\u00e9g hat\u00e1sosabb.<\/small><\/div>\n

\u00a0<\/p>\n

A vegy\u00fclet RNS-t k\u00f6t \u00e9s DNS-t nem. Fontos, hogy m\u00e1s sejtekbe bejutva ott a g\u00e9n\u00e1llom\u00e1nyt ne zavarja. Mut\u00e1ci\u00f3t induk\u00e1l\u00f3 hat\u00e1sa nincs. Eg\u00e9r modellben a vegy\u00fclet nem m\u00e9rgez\u0151 \u00e9s valamelyest k\u00e9pes visszaszor\u00edtani a tumor n\u00f6veked\u00e9s\u00e9t (el nem t\u00fcnteti azt).<\/p>\n

Az utols\u00f3 p\u00e1r sorban le\u00edrt eredm\u00e9ny a hossz\u00fa \u00e9s dr\u00e1ga r\u00e9sze a k\u00eds\u00e9rletnek. Min\u00e9l kevesebb molekul\u00e1val kell elv\u00e9gezni, ann\u00e1l olcs\u00f3bban jutunk hat\u00e9kony \u00faj gy\u00f3gyszerhez. Az elej\u00e9nek egy nagy r\u00e9sze sz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9ppel megoldhat\u00f3, ami sokkal olcs\u00f3bb, mint a k\u00eds\u00e9rlet (szaktud\u00e1s kell hozz\u00e1, de am\u00fagy egy sima sz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9p el\u00e9g). Az in silico<\/em> – sz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9pes – technik\u00e1k egyre fontosabbak a gy\u00f3gyszerkutat\u00e1sban. S mostans\u00e1g az RNS-ek is egyre fontosabb c\u00e9lpontjai a gy\u00f3gyszerfejleszt\u00e9snek, ami sz\u00e1momra is \u00e9rdekes, mert – b\u00e1r m\u00e1s okb\u00f3l – de nagyon \u00e9rdekel az RNS-ek m\u00e1sodlagos szerkezet\u00e9nek \u00e9s m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u00e9nek \u00f6sszef\u00fcgg\u00e9se.<\/p>\n

\n