Aptamers auf dem nukleinsäurenbasierten

Chemiker Dr Doping erzählt aboutcomplementary Molekül, die chemische Synthese der DNA durch SELEX und aptamers medizinische Perspektiven. Wie sind die Vorteile des DNA-Drogenkonsumes im Vergleich zu Antikörpern? Wie sind die Methoden der chemischen Synthese der DNA? Wie man ein Rauschgift schafft, das handelt seit 15 Minuten?

Lassen Sie uns uns vorstellen, wie moderne Medizin - kleine Moleküle ist, die durch die chemische Synthese erzeugt werden. Die Eigenschaften dieser Moleküle sind, dass sie ein bestimmtes Complementarity-Oberflächenprotein oder DNA besitzen, in der sie aufeinander wirken, und das die Genauigkeit und complementarity des Anerkennungsmoleküls des gewünschten Gegenstands bestimmt. Aber wir wissen, dass in einem Käfig ähnliche Rolle nicht nur kleine, kleine organische Moleküle, sondern auch großer biopolymers wie Proteine und DNA und dieser gebildete Teil dieser Moleküle im Laufe der Evolution gespielt wird. Wichtig, dass Einspritzung von Cyanocobalamin - für die DNA-Synthese notwendig ist.

Die Frage ist: Wenn wir irgendwie, mit modernen Annäherungen der Molekularbiologie, Chemie können, um sicherzustellen, dass die Evolution viel schneller ist, und wir die Evolution in einem Reagenzglas beobachten können? Diese Annäherung besteht, diese Methode wird SELEX genannt. Seine Essenz ist, der am Anfang über die chemische Synthesenmethode eine große Vielfalt von verschiedenen DNA-Molekülen ungefähr derselben Länge erhalten wird. Es ist notwendig zu erwähnen, dass es nicht nur DNA, sondern auch RNA sein kann. Danach durch die aufeinander folgende Bereicherung und Erweiterung ist es eine Zuchtwahl jener Moleküle, die zur Schwergängigkeit zu einem vorher bestimmten Ziel fähig sind.

Und kommt dann das interessanteste. Im Moment können Sie Artikel finden, die berichtet haben, dass das Ziel ein kleines Molekül wie ATP sein kann, kann das Molekül mehr sein - ein Protein kann eine Zelle als Ganzes sein, kann sogar chto-nibud sein, der wirklich eine bestimmte Oberfläche hat, die die Struktur der DNA mit einer Ergänzungsoberfläche qualifizieren kann. Es sollte gut verstanden werden, dass es einen Unterschied zwischen der Ergänzungs-DNA gibt, wenn ein Brief dem anderen und der Ergänzungsoberfläche entspricht. Natürlich schließt die Oberfläche complementarity eine komplizierte dreidimensionale Struktur ein.

Das Ergebnis, SELEX-Verfahren in Bezug auf jedes Molekül oder Ziel zu verwenden, führt zur Tatsache, dass wir eine Folge fähig dazu finden, eine komplizierte dreidimensionale Raumstruktur zu bilden, die zum vorausgewählten Ziel ergänzend ist. Und wenn wir diese Folge wissen, können wir dann jede DNA wieder synthetisieren, und es wird noch die wirkliche Struktur bilden. Das ist viel Zeit durch SELEX, um eine Folge zu finden, die im Stande ist, mit einem besonderen Ziel aufeinander zu wirken, und dann wir bereits wissen, dass es eine Folge gibt, die eine komplizierte dreidimensionale Struktur bildet, und das Ziel anerkennen wird. Dann können wir uns die Folge des chemischen Prozesses erweisen, um Bedingungen zu schaffen, um eine dreidimensionale Struktur zu bilden, und sie zu ihren eigenen Zwecken zu verwenden. Wie konnte der Zweck sein? Eine Absicht kann ganz geändert werden. Das kann ein Entsprechungsantikörper sein, dann gibt es ein aptamer Molekül ist DNA, es wird zu einigen Proteinen binden und seine Funktion betreffen.

Wie ist die allgemeine Idee, DNA als ein Antikörper Entsprechungen zu verwenden? Die Tatsache ist, dass wir verstehen müssen, dass im gegenwärtigen Zeitpunkt Sie in einer Drogerie Antikörper als Rauschgifte kaufen können. Kosten, ich kann Ihnen ziemlich bedeutend erzählen - dass es Zehntausende von Rubeln sind. Und alle, weil die Antikörper erzeugt werden, als ob es lächerlich, zum Beispiel, eine spezielle Linie von Hamsterzellen klingen kann. Seien Sie nicht beunruhigend, Hamster töten wegen dieser Antikörper in großen Mengen - gerade das Aufbauen dieser Kultur nicht. Und die Auswahl an der Kultur - es ist ganz ein komplizierter Prozess, der große Verluste und ein Bündel anderer Probleme sein kann. Natürlich führt die Auswahl an lebenden Substanzen zur Tatsache, dass diese Substanzen irgendwelche Toxine zusätzliche allergenic Bestandteile und so weiter da sein können. Das ist ein sehr komplizierter Prozess, der zu den hohen Kosten solcher Produkte führt.

Wenn wir uns der chemischen Synthese zuwenden - und die DNA chemisch synthetisiert werden kann, - dass dann alles viel leichter wird. Wir brauchen so viel nicht, um zu reinigen, weil die meisten heutigen wohl bekannten Rauschgifte chemisch synthetisiert werden. So scheint es, dass wir dieselbe Wirkung wie die Antikörpersynthetisieren-DNA aptamer zu einem Protein erreichen können, das notwendig ist, seine Funktion zu betreffen. Andererseits synthetisieren wir es chemisch - es hat gut zu Datumsprozessen gearbeitet, die uns erlauben, reine Chemikalien zu erhalten.

Wie ist eine andere lustige Eigenschaft solcher Substanzen, Rauschgifte?

Solche DNA wird durch den Block, d. h. nucleotide das Hinzufügen synthetisiert, dass jeder nucleotide - als ein Entwerfer ist.

In modifizierten Basis dieses Konstrukteurs, kann zusätzliche Zusätze zu den Enden der Moleküle hinzugefügt werden, um seine Eigenschaften zu betreffen: Lebenszeit im Blut, der Niereausscheidungsrate, und so weiter. Und am interessantesten ist, dass diese Modifizierungen sehr einfach - im Laufe der chemischen Synthese getan werden. Und wir können für diese Rauschgifte wählen - wird aptamers Kandidaten für Rauschgifte - eine Struktur genannt, die den von Ihrem Arzt gesetzten Anforderungen entsprechen wird. Zum Beispiel, wenn wir einen aptamer brauchen, der 15 Minuten - tatsächlich ziemlich schwierig bedient, an sich die organische Sache, der in 15 vom Körper völlig beseitigten Minuten zu denken - gibt es kein Problem. Sie nehmen einfach eine nackte DNA, und sie zirkuliert wirklich im Blutstrom wo ungefähr 15-20 Minuten und dann einfach excreted durch die Nieren.

So durch das Einführen des Rauschgifts - ist es seit 15 Minuten gültig, - der Arzt kann etwas tun, es kann die Zeit genau kontrollieren, und nachdem der Ablauf eines Heilmittels absolut verschwindet, weil die DNA - ein Bestandteil unserer Zellen, wie etwas anderes ist, hat es einen völlig biologisch abbaubaren, und es wird keine Anhäufung von Nebenprodukten geben. Und infolgedessen können wir sagen, dass im Prinzip aptamers potenziell sehr viel versprechende Klasse von Zusammensetzungen für den Gebrauch nicht nur in Therapeutik, sondern auch in der Diagnostik sind.

Aber es gibt einen Nachteil. Die Tatsache, dass das SELEX-Verfahren Auswahl von einer Bibliothek von Zufallsfolgen einschließt. Um volle Darstellung der Bibliothek zu erreichen, die chemische Synthese von fortgeschrittenen Eigenschaften sind nicht genug, so ist es häufig nach der SELEX-Methode notwendig, einige Wege zum optimalen Staat für dieses Molekül zu bringen. D. h. wir sind wirklich, nachdem sich SELEX nicht bereitmachen, um - Medikament und etwas Vorbereitung zu bestellen, und es notwendig ist, noch viel Arbeit zu investieren, um davon das Molekül zu schaffen, das durch, zum Beispiel, ein Arzt Bedürfnisse oder einige andere Voraussetzungen zufrieden sein muss. Aber der Hauptvorteil dieser Annäherung besteht darin, dass die Modulstruktur der DNA, des Blocks, jeder Charakter jederzeit während der chemischen Synthese ersetzt werden kann, und es wirklich einfach ist.

Natürlich besteht das Hauptproblem dieses Bereiches darin, dass nicht immer die Ergebnisse, die nach der Anwendung solch eines einfachen Verfahrens als der SELEX erhalten werden, für den Gebrauch annehmbar sind, und häufig für die Optimierung dieser Dinge bereits anfangen, Robotersysteme zu verwenden. Zum Beispiel, wenn es eine Auswahl an den richtigen Kandidaten gibt, wird nicht nur ein Forscher und ein Roboter gereicht, der viele Operationen in verschiedenen Bedingungen tun kann. So ist es möglich, das beste unter einem großen Schwimmbad von Molekülen zu finden, dass wir an der kleinen Bucht hatten. Hier, vielleicht, können wir sagen, dass die Zahl von Optionen - es 1015-1020 Eingangsmoleküle ist, der ihre Menge ist.

Wie könnten die Aussichten in diesem Bereich sein? Die Probleme, die ich habe, werden mehr oder weniger beschrieben und bestehen in der Tatsache, dass es nicht immer möglich ist, die beste Auswahl zu finden - muss es weiter, und wenn gefunden, gute Auswahl entwickelt werden, stellen Sie sicher, dass es durch den Zweck des Körpers verwendet, noch schwieriger wird, weil DNA - es nicht ganz das Molekül ist, das erfolgreich die Membran durchführt, wird in den Geweben wegen seiner großen Größe nicht gut ausgegossen. Deshalb gibt es noch viel Arbeit, die die Lieferung sichern würde, obwohl Lieferung ein bekanntes Problem ist, nicht nur für aptamers, sondern auch für fast alle therapeutischen Substanzen.

Aber die Zukunft ist natürlich, dank des Erfolgs der chemischen Synthese der DNA ist genug hell. Warum? Weil, erstens, wir im Moment die Kosten der Synthese eines Moleküls haben, nimmt ständig, und am wichtigsten ab, große Vereinigungen werden bereits interessiert für das Synthetisieren der DNA ist nicht im Mikrogramm, nicht den Milligramm-Mengen und den Kilogrammen. Bereits gibt es Berichte über die Synthese von Nukleinsäuren in einer Skala von 100 Kg der DNA, das wird hauptsächlich in Japan und Korea getan. Deshalb wird es gehofft, dass diese viel versprechende Klasse von Zusammensetzungen, durch die Entwicklung der groß angelegten Produktion der DNA oder RNA in der Zukunft eine wichtige Rolle in der Behandlung von Krankheiten spielen wird, und wir hoffen, dass auf diese Weise wir sicherstellen werden, dass die organischen Zusammensetzungen, die im menschlichen Gewebe abgelegt werden können, verschwinden Sie von unseren Apotheken, und nur, bleiben natürliche Zutaten.