Onderzoekers van de afdeling Kankerbiologie van de UC werken samen met materiaalwetenschappers van de Universiteit van Houston om nanobuisjes te maken en te gebruiken om de regulatie van eiwitten die betrokken zijn bij een verscheidenheid aan ziekten, waaronder bepaalde kankers, vast te leggen en te begrijpen. hart- en vaatziekten en obesitas.

Een recente studie, gepubliceerd in de American Chemical Society Toegepaste materialen en interfaces logboek, toonde aan dat titanium nanobuisjes gekweekt op op titanium gebaseerde metaaldraad werkzaamheid verschaften voor verrijking van fosfopeptiden, het belangrijkste regelmechanisme achter normale biologische en cellulaire functies, en waren gemakkelijker te gebruiken, wat lagere kosten en meer praktisch materiaalgebruik in wetenschappelijke studies zou kunnen betekenen.

"Eiwitfosforylering is een centraal regulerend mechanisme voor functies in de normale cellen en biologische processen in het lichaam, terwijl verstoring van fosforylering kan leiden tot het ontstaan ​​van een verscheidenheid aan ziekten, waaronder cardiovasculaire, neurologisch, endocriene en kanker, " zegt Ken Greis, doctoraat, universitair hoofddocent bij de afdeling Kankerbiologie, lid van zowel het UC Cancer Institute als het Cincinnati Cancer Center en co-auteur van de studie.

"Studies gericht op het begrijpen van de dynamiek van fosforylering zijn op de voorgrond gekomen van biologisch onderzoek, aangezien de onderzoeksgemeenschap probeert de onderliggende cellulaire mechanismen van ziekte te begrijpen met als doel nieuwe doelen te bieden voor therapeutische interventie.

Greis zegt dat de studie van cellulaire fosforylering van eiwitten (of fosfoproteomics) meestal wordt gedaan door de eiwitten te scheiden en te categoriseren door vloeistofchromatografie en massaspectrometrie. Verrijking door toevoeging van metalen materialen is nodig om te helpen bij deze scheiding.

"Mesoporeuze titaniadeeltjes worden veel gebruikt voor fosfopeptideverrijking, maar zijn duur en bieden zeer beperkte mogelijkheden voor verbetering van de functie, " vervolgt hij. "Titaniumdioxide (algemeen bekend als titania) nanobuisjes gekweekt op titaniumdraad hebben veelbelovende eigenschappen getoond voor fosfopeptidescheiding. In dit onderzoek, we evalueren de werkzaamheid van nanobuisjes op titaniumdraad voor phosphoproteomics-onderzoek."

Onderzoekers gebruikten titaniumdraad gebaseerde titanium nanobuisjes en vergeleken resultaten wanneer commerciële deeltjes werden gebruikt op een reeks bekende standaard fosfopeptiden en vervolgens op honderden phoshopopeptiden afgeleid van dierlijk leverweefsel.

"Onze studies hebben aangetoond dat de titanium nanobuisjes op metaaldraad een vergelijkbare werkzaamheid bieden voor verrijking van fosfopeptiden en gemakkelijker te gebruiken zijn in vergelijking met de deeltjes. Dit zou de kosten kunnen verlagen en een effectievere methode zijn voor toekomstige studies, ", zegt Greis. "De mogelijkheid om de lengte en de grootte van de nanobuisjes te variëren, opent ook de deur naar verdere ontwikkeling van de verrijkingstechnologie. Dit is echt een spannende samenwerking die ook het voordeel van wetenschappelijke interacties tussen disciplines benadrukt.

“Deze interactie is ontstaan ​​door een gesprek tussen postdocs van beide instellingen en is uitgegroeid tot een vruchtbare samenwerking met professor Oomman Varghese, die een toonaangevende expert is in technologieën, om titanium nanobuisjes te genereren en te ontwikkelen voor gebruik als chemische sensoren en voor zonne-energieconversietechnologieën aan de Universiteit van Houston. Nutsvoorzieningen, we combineren onze expertise om nieuwe verrijkingsmaterialen te ontwerpen en te testen om ons begrip van fosforyleringsveranderingen bij ziekten verder te vergroten en ons te helpen in de strijd tegen kanker en andere ziekten. Het toont een grote belofte."