Onderzoekers van de North Carolina State University hebben een high-throughput-techniek ontwikkeld die kan bepalen of een chemische stof het potentieel heeft om sleutelgenen in seconden te activeren in plaats van de gebruikelijke 24 uur of langer. De techniek kan worden gebruikt om prioriteit te geven aan chemicaliën voor diepgaande tests om hun toxiciteit te bepalen.

Er is een grote achterstand van chemicaliën in afwachting van toxiciteitstests, wat zowel tijdrovend als duur is, " zegt Gerald LeBlanc, hoofd van de afdeling Biologische Wetenschappen van NC State en corresponderend auteur van twee artikelen over het werk. "Deze nieuwe aanpak kan ons helpen chemische stoffen te identificeren die een groter risico vormen voor het milieu en, daarom, prioriteit moeten krijgen bij het testen. En deze techniek kan ook worden gebruikt om chemicaliën te beoordelen en te prioriteren voor testen op menselijke toxiciteit."

Momenteel, high-throughput-technieken zijn afhankelijk van 'reportergenen'. Dit betekent dat chemicaliën in een cel worden gebracht en, als ze het reportergen activeren, een meetbare respons kan binnen een dag of zo worden waargenomen.

Maar de nieuwe aanpak werkt veel sneller door gebruik te maken van het feit dat de eerste stap bij het op gang brengen van een cellulaire respons is dat de chemische stof aan doeleiwitten bindt, die ervoor zorgen dat de doeleiwitten andere eiwitten rekruteren.

specifiek, de NC State-onderzoekers wijzigden twee eiwitten:Met, wat een doeleiwit is, en SRC, dat is het eiwit dat Met rekruteert wanneer het wordt gebonden door de chemische stof.

De gemodificeerde Met zendt licht uit met een golflengte van 535 nanometer wanneer hij de gemodificeerde SRC rekruteert. En dat licht is een signaal dat goed te volgen en te meten is.

"Als we een chemische stof in het systeem introduceren, we kunnen bijna onmiddellijk zien of de chemische stof de rekrutering van SRC naar Met heeft gestimuleerd, " zegt LeBlanc. "En door de intensiteit van het licht te meten, we kunnen ook de potentie van de chemische stof beoordelen om deze route te activeren.

"Omdat het Met-SRC-complex een gen reguleert dat de reproductieve ontwikkeling in schaaldieren regelt, we weten dat een dergelijke activiteit betekent dat er een aanzienlijke kans is op milieutoxiciteit - genoeg om het een prioriteit te maken voor diepgaande toxiciteitstests, " zegt LeBlanc. "Dit is een benadering die kan worden toegepast op een breed scala aan potentiële doeleiwitten voor vrijwel elke soort, en zou het screenen van chemicaliën voor prioritering aanzienlijk kunnen versnellen."

Het meest recente blad, "Ligand-gemedieerde receptorassemblage als eindpunt voor screening op chemische toxiciteit met hoge doorvoer, " is gepubliceerd in het tijdschrift Milieuwetenschap en -technologie . Hoofdauteur van het artikel is Elizabeth Medlock Kakaley, een voormalig Ph.D. student aan NC State. Het papier is mede-auteur van Stephanie Eytcheson, een doctoraat student aan NC State.

Het eerdere blad, "Agonist-gemedieerde assemblage van de schaaldiermethylfarnesoaatreceptor, " is gepubliceerd in het open-access tijdschrift Wetenschappelijke rapporten . Medlock Kakaley was hoofdauteur. Het artikel was co-auteur van Helen Y. Wang, een voormalig onderzoeksmedewerker bij NC State.