Wetenschappers bepalen 1.000 eiwitstructuren van dodelijke ziekten

Samenwerken, twee wetenschappelijke organisaties hebben eerder een belangrijke mijlpaal bereikt dan gepland: met behulp van röntgenkristallografie en nucleaire magnetische resonantie om op atomair niveau te onderzoeken, hebben ze de structuur bepaald van 1.000 eiwitten van meer dan 40 organismen die dodelijke ziektes bij mensen veroorzaken, zoals lepra, tuberculose, cholera, miltvuur, de pest, salmonellose, amoeben dysenterie en griep. De opgedane kennis zou de diagnose van ziekten en de ontdekking van nieuwe medicijnen moeten helpen verbeteren.
Een gezamenlijke verklaring van vorige week zegt dat teams van wetenschappers van het Centrum voor Structurele Genetica van Infectieziekten (CSGID) en het Seattle Structural Genomics Centre for Infectious Disease (SSGCID) sinds 2007 aan dit doel werken. De teams omvatten nu een totaal van 200 wetenschappers.
Hun werk wordt gefinancierd door contracten van vijf jaar van het National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID), dat deel uitmaakt van de National Institutes of Health (NIH) in de VS.
Dr. Wayne Anderson, hoogleraar Moleculaire farmacologie en biologische chemie aan de Northwestern University Feinberg School of Medicine in Chicago, leidt het CSGID, een internationaal consortium met onderzoekscentra uit de VS, het VK en Canada. Hij vertelde de media dat:
"Het bepalen van eiwitstructuren kan onderzoekers helpen potentiële doelen te vinden voor nieuwe medicijnen, essentiële enzymen en mogelijke vaccin-kandidaten."
Op weg naar de SSGCID is Dr. Peter J Myler van het Seattle Biomedical Research Institute (Seattle BioMed) en Global Health Research Professor bij de afdeling medisch onderwijs en biomedische informatica aan de universiteit van Washington in Seattle. Hij zei:
"Het belang van dit werk wordt benadrukt door de meer dan 80 wetenschappelijke artikelen die door de twee centra worden gepubliceerd, die ook nieuwe methodologieën voorstellen die door elk centrum zijn ontwikkeld."
De teams hebben de eiwitten geselecteerd op basis van hun biomedische relevantie, plus hun potentieel om de behandeling en diagnose te helpen verbeteren. Een derde van hen was een rechtstreeks verzoek van onderzoekers die aan infectieziekten werkten.
Het proces begint met het selecteren van doeleiwitten met behulp van bioinformatica, en vervolgens kloneren hun genen in bacteriën om de eiwitten te produceren, te zuiveren en te kristalliseren. Daarna worden ze verzonden naar 9 verschillende centra in de VS en Canada voor röntgendiffractie.
Anderson zei dat ze "de basis leggen" voor het ontdekken van medicijnen.
Het werk is vooral belangrijk omdat steeds meer ziekteverwekkende bacteriën in toenemende mate resistent worden tegen de huidige medicijnen. De superbacterie MRSA (methicilline-resistente Staphylococcus aureus) is bijvoorbeeld nu resistent tegen antibiotica zoals penicilline en cefalosporines.
De bacterie die TB veroorzaakt (mycobacterium tuberculosis) heeft ook multi-drug-resistente stammen (MDR-TB). Dit is een groeiend mondiaal gezondheidsprobleem dat ernstiger is geworden door recente gevallen van extensief resistente stam (XDR-TB) uit India.
De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) en andere mondiale organisaties hebben opgeroepen tot wetenschappelijke gemeenschappen om samen te werken om nieuwe en betere geneesmiddelen te vinden om TB en de resistente stammen in het bijzonder te bestrijden.
Eén benadering is om de huidige medicijnen te veranderen, zodat de bacteriën ze niet herkennen: dat zou de medicijnen weer krachtig maken. Om dit te doen, hebben wetenschappers meer informatie nodig over de driedimensionale structuur van de eiwitten waarop de medicijnen zijn gericht. Zien hoe de atomen in de ruimte gerangschikt zijn en hoe ze met elkaar omgaan, is waardevol voor onderzoekers die proberen uit te werken hoe de bacteriën weerstand ontwikkelen.
De teams hebben 22 opgelost M. tuberculosis eiwitstructuren, en nog eens 126 structuren van andere Mycobacterium soorten. Deze andere soorten veroorzaken ziektes zoals lepra, Buruli ulcus en longinfecties bij AIDS-patiënten.
Toen de twee teams hun eerste NIH-financiering kregen in 2007, dachten ze dat ze in 5 jaar 750 structuren konden bepalen: maar de wanhopige behoefte aan gegevens heeft hen ertoe gebracht dit doel te overschrijden en 1.000 te bereiken.
Een reden voor hun succes is de grotere snelheid en efficiëntie van de technologie, zoals Anderson uitlegde:
"Vroeger duurde het vier jaar om één structuur te bepalen, nu kunnen we er ongeveer drie per week aan doen."
Zodra een eiwitstructuur is opgelost, plaatsen de wetenschappers de gegevens in de NIH-ondersteunde Protein Data-bank, waar andere wetenschappers gratis toegang toe hebben. De structuren zijn ook toegankelijk op de CSGID- en SSGCID-websites. Wetenschappers kunnen ook formulieren op deze sites invullen om nieuwe eiwitdoelen voor te stellen.
Bovendien verdelen de twee centra ook vrijelijk de eiwitexpressieklonen via de NIH-gefinancierde Biodefense en Emerging Infections Research Resources Repository.
Geschreven door Catharine Paddock PhD

Eenzaamheid gekoppeld aan verstoorde slaap

Een nieuwe Amerikaanse studie meldt deze week dat eenzaamheid verband houdt met slaapverstoring: mensen die hoog scoorden op eenzaamheid waren ook degenen van wie het gecontroleerde slaappatroon het meest gefragmenteerd was. Verslaglegging van hun bevindingen in het 1 november nummer van het tijdschrift Sleep, hoofdauteur Dr. Lianne Kurina, van de afdeling gezondheidsstudies aan de Universiteit van Chicago, en collega's vonden echter dat eenzaamheid niet lijkt te worden gekoppeld aan de duur van de slaap.

(Health)

Laat in de middag kan het gewichtsverlies vertragen

Een nieuwe studie suggereert dat als je probeert om af te vallen, je niet alleen de calorieën die je eet in de gaten moet houden, maar ook wanneer je ze consumeert: als lunch je grote maaltijd van de dag is, dan is de neiging om het te eten later betekent dat u langzamer gewicht verliest en minder verliest dan wanneer u het eerder at.

(Health)