Forskare från North Carolina State University har utvecklat en teknik med hög kapacitet som kan avgöra om en kemikalie har potential att aktivera nyckelgener på några sekunder snarare än de typiska 24 timmarna eller mer. Tekniken kan användas för att prioritera kemikalier för djupgående tester för att bestämma deras toxicitet.

Det finns en stor eftersläpning av kemikalier som väntar på toxicitetstester, vilket är både tidskrävande och dyrt, "säger Gerald LeBlanc, chef för Institutionen för biologiska vetenskaper vid NC State och motsvarande författare till två artiklar om arbetet. "Detta nya tillvägagångssätt kan hjälpa oss att identifiera kemikalier som är mer benägna att utgöra en miljöfara och, därför, bör prioriteras för testning. Och den här tekniken kan också användas för att bedöma och prioritera kemikalier för testning av mänsklig toxicitet. "

För närvarande, hög genomströmningsteknik förlitar sig på "reportergener". Detta innebär att kemikalier införs i en cell och om de aktiverar reportergenen, ett mätbart svar kan observeras på en dag eller så.

Men det nya tillvägagångssättet fungerar mycket snabbare genom att använda det faktum att det första steget i att utlösa ett cellulärt svar är att kemikalien binder målproteiner, som får målproteinerna att rekrytera andra proteiner.

Specifikt, NC -statens forskare modifierade två proteiner:Met, som är ett målprotein, och SRC, vilket är proteinet som Met rekryterar när det är bundet av kemikalien.

Den modifierade Met avger ljus vid en våglängd på 535 nanometer när den rekryterar den modifierade SRC. Och det ljuset är en signal som enkelt kan övervakas och mätas.

"Om vi ​​introducerar en kemikalie i systemet, vi kan nästan omedelbart se om kemikalien har stimulerat rekryteringen av SRC till Met, "Säger LeBlanc." Och genom att mäta ljusets intensitet, vi kan också bedöma kemikaliens styrka för att aktivera denna väg.

"Eftersom Met-SRC-komplexet reglerar en gen som styr reproduktiv utveckling hos kräftdjur, vi vet att sådan aktivitet innebär att det finns en betydande risk för miljögiftighet-tillräckligt för att göra det till en prioritet för djupgående toxicitetstester, "Säger LeBlanc." Detta är ett tillvägagångssätt som kan tillämpas på en mängd olika potentiella målproteiner för praktiskt taget alla arter, och kan avsevärt påskynda screening av kemikalier för prioritering. "

Den senaste tidningen, "Ligand-medierad receptormontering som en slutpunkt för kemisk toxicitetskontroll med hög genomströmning, "publiceras i tidningen Miljövetenskap och teknik . Tidningens huvudförfattare är Elizabeth Medlock Kakaley, en tidigare doktorand student vid NC State. Tidningen var medförfattare av Stephanie Eytcheson, en doktorsexamen student vid NC State.

Det tidigare papperet, "Agonistförmedlad montering av kräftdjurmetylfarnesoatreceptorn, "publicerades i open-access journal Vetenskapliga rapporter . Medlock Kakaley var huvudförfattare. Tidningen var medförfattare av Helen Y. Wang, en tidigare forskningsassistent vid NC State.