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台中研院新探針觀測法刊在美國家科學院期刊

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【大紀元8月17日報導】(中央社記者翁翠萍台北十七日電)生醫研究領域使用「探針」可標記細胞內特定分子,藉以觀測、探討該特定分子在細胞中的生物現象,台灣中央研究院基因體研究中心的研究成果新探針觀測法,可觀測細胞內的蛋白質經過醣化作用到被運送到細胞表面的過程,最近刊登在最新一期美國國家科學院期刊。

這項「新探針觀測法,促癌細胞相關醣蛋白機制現形」,是中研院基因體研究中心特聘研究員兼主任、也是十月將接任中研院院長的翁啟惠院士,與博士後研究員徐翠玲暨美國Scripps研究中心合作的研究成果,可用於研究蛋白質經醣化作用而形成醣蛋白的過程,而醣化的過程是蛋白質轉譯後的一個極為複雜的步驟。

目前,中研院已有針對癌症細胞醣化作用的合作研究計畫,就是使用前述新探針觀測法,預期有利於開發有效的新抗癌藥物。

中研院說,人體內超過一半的蛋白質屬於醣蛋白,而細胞表面的醣蛋白,雖與細胞被病毒感染、癌細胞擴散、細胞分化、細胞與細胞的結合、許多細胞間訊息傳遞都有關係,但醣類在這裡扮演的角色,至今仍是未知數。中研院基因體研究中心最新發表的新探針法,可針對重要的生命現象或是疾病的演變,作更精確的觀測。

研究指出,目前使用的「螢光分子探針法」,容易產生背景訊號,導致偵測的靈敏度及特異性降低。這次在「美國國家科學院期刊 (Proceedings of NationalAcademy of Science,Proc. Natl. Acad. Sci. USA2006, 103, 12371- 12376.)」發表的新探針法,僅在與另一非螢光的物質產生化學作用時才會顯現螢光,因此大幅提升精準度。

首先,研究人員設計並合成一種類醣化學合成物,稱為「類巖藻醣物 (fucose analog)」,並用於活細胞培養。類巖藻醣物會被細胞攝取,並被巖藻醣轉移酵素(fucosyltransferase)視為醣分子而轉移到醣蛋白上。

研究人員在蛋白質醣化後,再加入另一種可以滲入細胞的探針來標記這些醣蛋白。這個探針化合物在進入細胞後,會尋找類巖藻醣物,與其結合,產生螢光。這時再以流式細胞儀或螢光顯微鏡,就可偵測到醣蛋白,甚至觀察這一醣蛋白的行蹤。

翁啟惠說,「想像在暗房內,一旦觸動一盞燈的開關,這盞燈就立即現形。若在一個已有數盞明燈大開的亮室內,即使關掉其中一盞燈,其影響度也難以辨識。」,因此,相關研究人員依據「偵測的靈敏度,不但取決於探針分子的結構,也與如何減少背景訊號的設計有關」的原則,設計出螢光度高,兼具最小背景干擾特性的分子,以達到最佳的探測效果。

研究指出,由於癌細胞的轉移擴散和巖藻醣轉移酵素的活性有關,這個新的探針觀測法將有助於研究癌細胞生長、擴散與巖藻醣轉移酵素活性或細胞內分子被巖藻醣化的相關機制,有利於開發有效的新抗癌藥物。

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