Ein Physiker in der College of Arts and Science an der Syracuse University Hoffnungen zur Verbesserung der Krebs-Früherkennung mit einer neuen und neuartigen Klasse von Nanomaterialien.
Liviu Movileanu, professor der Physik, schafft winzige sensoren, die erkennen, charakterisieren und analysieren, protein-protein-Interaktionen (PPIs) im Blut-serum. Informationen von PPIs könnte ein Segen für den biomedizinischen Industrie, wie Forscher versuchen zu entkräften Proteine, die es ermöglichen, die Krebszellen wachsen und sich ausbreiten.
Movileanu Erkenntnisse sind das Thema ein Papier in Nature Biotechnology (Springer-Natur, 2018), co-Autor: Ph. D. student Avinash Kumar Thakur. Die Nationalen Institute der Gesundheit (NIH) unterstützt Ihre Arbeit mit einem vier-Jahres -, $1,17 Millionen grant award.
„Detaillierte Kenntnisse des menschlichen Genoms eröffnet neue Horizonte für die Identifizierung vieler funktioneller Proteine, die in kurzen physikalischen Assoziationen mit anderen Proteinen,“ Movileanu sagt. „Größere Störungen in der Stärke dieser PPIs zu Krankheiten führen Bedingungen. Aufgrund der Transienten Natur dieser Interaktionen, neue Methoden werden benötigt, um zu beurteilen.“
Geben Sie Movileanu ‚ s lab, die entwirft, entwickelt und optimiert eine einzigartige Klasse von biophysical tools genannt nanobiosensors. Diese hochsensiblen, die pore-basierten tools erkennen die mechanistischen Prozesse, wie die PPIs, bei der einzelmolekül-Ebene.
Obwohl PPIs kommen überall im menschlichen Körper, Sie sind schwer zu erkennen, mit den bestehenden Methoden, weil Sie (D. H., die PPI beeinflussen Zell-Signalisierung und die Entwicklung einer Krebserkrankung) dauert etwa eine Millisekunde.
Movileanu die Antwort war zu erstellen, ein Loch in der Membran der Zelle-eine öffnung, bekannt als eine nanopore –, durch die er schießt einen elektrischen Strom. Wenn Proteine gehen in der Nähe oder durch die nanopore, die Intensität der aktuellen änderungen. Die Veränderungen, die es ihm ermöglichen, zu bestimmen, jedes protein die Eigenschaften und letztlich Ihre Identität.
Das Konzept ist nicht neu-es war der erste Gelenkbus in den 1980er Jahren-aber erst vor kurzem haben Wissenschaftler begonnen, Herstellung und Charakterisierung nanobiosensors auf einer großen Skala zu erkennen, DNA, Zucker, Sprengstoff, Giften und anderen nanoskaligen Materialien.
Movileanu hofft, dass seine real-time-Techniken erkennen von Krebsarten, bevor Sie zu verbreiten.
Eine Art von Krebs, in dem er ist besonders daran interessiert, lymphatische Leukämie, eine gemeinsame und aggressive Krankheit, die beginnt im Knochenmark und Leckagen in das Blut. Weil Leukämie-Zellen nicht ausgereift und richtig sterben, Sie oft außer Kontrolle geraten.
„Leukämie-Zellen in das Knochenmark und verdrängen die normalen, gesunden Zellen,“ Movileanu erklärt. „Im Gegensatz zu anderen Krebsarten, die in der Regel beginnen im Bereich der Brust, des Dickdarms oder der Lunge [und Ausbreitung zum Knochenmark], lymphatische Leukämie entsteht in den Lymphknoten, daher der name.“
Im Laufe des Sommers, erhielt er eine weitere vier-Jahres-Stipendium NIH-seine Dritte million-dollar-man auf dem neuesten Stand-zu bauen nanobiosensors. Dieses Projekt umfasst die Kollegen an der SUNY Upstate Medical University, unter der Leitung von Michael Cosgrove G 93, G’98, außerordentlicher professor der Biochemie und molekularen Biologie.
Movileanu Projekte sind Teil eines wachsenden Feld namens interactomics, die verwendet eine experimentelle und numerische Techniken zur Untersuchung von Wechselwirkungen-und die Folgen dieser Interaktionen-zwischen Proteinen.
„Die Daten, die wir von einem einzigen protein Probe ist immens“, sagt Movileanu, ein Mitglied der Biophysik und Biomaterialien Forschungsgruppe in der Abteilung von Physik. „Unsere Nanostrukturen ermöglichen uns zu beobachten, biochemischen Ereignisse in eine sensitive, spezifische und quantitative Art und Weise. Danach können wir eine fundierte Bewertung über ein single protein-Probe.“
Für die Zukunft, Movileanu studieren will PPIs in komplexen biologischen Proben, wie z.B. Zell-lysat (fluid enthält, „zerbröckelt“ – Zellen) und Gewebe-Biopsien.
„Wenn wir wissen, wie die einzelnen Teile einer Zelle-Funktion, wir können herausfinden, warum eine Zelle, die abweicht von der normalen Funktionalität in Richtung einer tumor-ähnlichen Zustand“, sagt Movileanu, wer verdient einen Ph. D. in experimenteller Physik an der Universität Bukarest in Rumänien. „Unsere kleine sensoren großes leisten für die biomarker-screening, protein-profiling-und-die groß angelegte Studie von Proteinen [bekannt als Proteomik].“
Im Juni, Movileanu, präsentiert auf der ersten Nordost-Nanomaterialien Treffen der American Chemical Society (ACS)’s Norden von New York Section, hielt in Lake Placid. Er hat da wieder seine ACS-Vortrag an der Brown und Clarkson Universitäten und bei den 15th annual International Conference on Flow Dynamics in Sendai, Japan.