Inżynierowie z MIT (USA) znaleźli spoósb na masową produkcję w laboratorium receptorów powonienia. Jest to sukces, który przyczyni się do stworzenia “sztucznego nosa” na bazie naturalnych biologicznych komponentów.

Rozpoznawanie zapachów jest wciąż jednym z najmniej poznanych zmysłów, a jednocześnie jest to proces niezwykle skomplikowany. Ludzki system warunkujący powienienie kontrolowany jest przez ok. 400 różnych genów. U zwierząt jest ich jeszcze więcej - blisko 1000 genów decyduje o rozpoznawaniu zapachów.

Podstawową barierą w badaniu procesów zachodzących przy rozpoznwaniu zapachów jest niewystarczająca ilość receptorów i oczyszczenie ich, aby były w miarę homogenne. Z biologicznego punktu widzenia receptory węchu to białka błonowe leżące na powierzchni komórek, do których przyłączają się cząsteczki tworzące zapach (odoranty). Ponieważ błony komórkowe zbudowane są z podwójnej warstwy białkowo-lipidowej, białka receptorowe są mocno hydrofobowe. Usunięcie takich białek z błony i przeniesienie ich do wody powoduje, że łączą się one z sobą w skupiska i całkowicie tracą swoją pierwotną strukturę. Stąd niezwykle ciężko jest je uzyskać we właściwym stanie do dalszych badań.

Po wielu latach żmudnych laboratoryjnych eksperymentów naukowcom z MIT udało się opracować metodę pozakomórkowej syntezy in vitro hydrofobowych białek dzięki komercyjnie dostępnemu ekstraktowi z kiełków pszenicy, a następnie oczyszczania tych białek i utrzymywania ich w równie hydrofobowym specjalnie przygotowanym rozpuszczalniku. Dzięki temu wszystkie białka zachowują swoją strukturę i funkcjonują poprawnie. Praca opisująca nową metodę zostałą opublikowana na łamach czasopisma “PNAS”.

Podobna praca tego samego zespołu ukazała się w sierpniu br. w “PLoS Biology“, gdzie naukowcy opisywali inżynierowane komórki ssaków produkujące receptory węchu - efekt nadekspresji genu hOR17-4 w inżynierowej genetycznie linii komórek HEK293S. System ten pozwalał na wydajność ~30 µg białka na 150 mm płytkę z hodowlą tkankową.

Sztuczne nosy mogą któregoś dnia zastąpić psy tropiące oraz znaleźć szerokie zastosowanie w medycynie. Projekt Amerykanów o nazwie RealNose (microfluidic-integrated transduction) finansuje DARPA - Agencja Departamentu Obrony USA ds. Zaawansowanych Technologicznie Projektów Naukowych.

hlbiotech

źródło: Mit.edu, “Sniffing out success: MIT engineers mass-produce smell receptors in lab; ‘artificial noses’ to follow?”