Yuqori samaradorlik biologiyasi - High throughput biology
 | Ushbu maqola umumiy ro'yxatini o'z ichiga oladi ma'lumotnomalar, lekin bu asosan tasdiqlanmagan bo'lib qolmoqda, chunki unga mos keladigan etishmayapti satrda keltirilgan. (2012 yil oktyabr) (Ushbu shablon xabarini qanday va qachon olib tashlashni bilib oling) |
Yuqori hujayra biologiyasi klassik bilan avtomatizatsiya uskunalaridan foydalanish hujayra biologiyasi an'anaviy usullardan foydalangan holda boshqacha qilib bo'lmaydigan biologik savollarni hal qilish texnikasi. U texnikani o'z ichiga olishi mumkin optika, kimyo, biologiya yoki tasvirni tahlil qilish hujayralarning qanday ishlashini, bir-biri bilan o'zaro ta'sirini va qanday ishlashini tezkor va juda parallel ravishda izlashga imkon berish patogenlar kasalliklarda ularni ekspluatatsiya qilish.[1]
Yuqori hujayra biologiyasi ko'plab ta'riflarga ega, ammo ko'pincha tabiiy o'simliklardan dorivor o'simliklar singari faol birikmalarni qidirish bilan belgilanadi. Bu yuqori o'tkazuvchanlik skriningi (HTS) deb ham ataladi va bugungi kunda giyohvand moddalarni kashf qilishning ko'p usullari shundan iboratki, HTS yordamida ko'plab saraton dorilar, antibiotiklar yoki virusli antagonistlar topilgan.[2] HTS jarayoni, shuningdek, inson salomatligi uchun xavfli bo'lishi mumkin bo'lgan zararli kimyoviy moddalarni tekshiradi.[3] HTS odatda namunaviy kasallik bilan yuzlab hujayralar namunalarini va ma'lum bir manbadan sinovdan o'tgan yuzlab turli xil birikmalarni o'z ichiga oladi. Ko'pincha kompyuter qiziqish uyg'otadigan hujayra namunalariga kerakli yoki qiziqarli ta'sir ko'rsatishini aniqlash uchun ishlatiladi.
Ushbu usuldan foydalanish Sorafenib (Nexavar) preparatini kashf etishga yordam berdi. Sorafenib ko'plab saraton turlarini davolash uchun dori sifatida ishlatiladi, jumladan buyrak hujayralari karsinomasi (RCC, buyraklardagi saraton), gepatotsellular karsinoma (jigar saratoni) va qalqonsimon bez saratoni. Bu mavjud g'ayritabiiy oqsillarni blokirovka qilish orqali saraton hujayralarining ko'payishini to'xtatishga yordam beradi. 1994 yilda ushbu preparatning yuqori o'tkazuvchanligi skriningi yakunlandi. Dastlab u Bayer Pharmaceuticals tomonidan 2001 yilda kashf qilingan. RAF kinaz biokimyoviy tahlilidan foydalanib, dorivor kimyoga yo'naltirilgan sintez yoki kombinatorial kutubxonalardan faolRAF kinazga qarshi faol molekulalarni aniqlash uchun 200 ming birikma tekshirildi. Sinovlarning uchta sinovidan so'ng, saraton kasalligiga qarshi angiogen ta'sir ko'rsatishi aniqlandi, bu tanadagi yangi qon tomirlarini yaratish jarayonini to'xtatadi.[4][5]
HTS yordamida qilingan yana bir kashfiyot - bu Maraviroc. Bu OIV infeksiyasining inhibitori bo'lib, jarayonni susaytiradi va OIVning inson hujayralariga kirishini oldini oladi.[6] U saraton hujayralarini metastazini kamaytirish yoki blokirovka qilish bilan bir qatorda turli xil saraton kasalliklarini davolash uchun ishlatiladi, ya'ni saraton hujayralari boshlangan joyidan tananing butunlay boshqa qismiga tarqaladi. Maraviroc uchun yuqori o'tkazuvchanlik skriningi 1997 yilda yakunlandi va 2005 yilda Pfizer global tadqiqot va rivojlantirish guruhi tomonidan yakunlandi.
Yuqori samaradorlik biologiyasi "deb nomlangan narsaning bir tomoni bo'lib xizmat qiladi"omika tadqiqot "- keng ko'lamli biologiya o'rtasidagi interfeys (genom, proteom, transkriptom ), texnologiya va tadqiqotchilar. Yuqori samaradorlikdagi hujayra biologiyasi hujayraga aniq yo'naltirilgan bo'lib, tasvirlash, gen ekspresiyasi kabi hujayralarga kirish usullari mikroarraylar, yoki genomning keng skriningi. Asosiy g'oya shundaki, odatda o'z-o'zidan amalga oshiriladigan usullarni qabul qilish va ularning juda ko'p sonini sifatiga ta'sir qilmasdan bajarish [7]
Yuqori samaradorlikni o'rganish tajribalarni avtomatlashtirish deb ta'riflanishi mumkin, shunda katta hajmdagi takrorlash mumkin bo'ladi. Bu juda muhim, chunki hozirgi kunda hayotshunoslik tadqiqotchilari duch keladigan ko'plab savollar juda ko'p sonlarni o'z ichiga oladi. Masalan, Inson genomida kamida 21000 gen mavjud,[8] bularning barchasi hujayra faoliyati yoki kasallikka ta'sir qilishi mumkin. Ushbu genlarning bir-biri bilan o'zaro aloqasi, qaysi genlar ishtirok etishi va qaerda ekanligi haqida g'oyani o'zida mujassam etish uchun hujayradan genomgacha bo'lgan usullar qiziqish uyg'otadi.
Robot texnikasidan foydalanish
Klassik Yuqori samaradorlikni skrining robototexnika hozirda asosan bunday texnologiyalardan foydalangan holda hujayra biologiyasiga yaqinlashtirilmoqda Yuqori tarkibli skrining. Yuqori mahsuldor hujayra biologiyasi odatdagi hujayra biologiyasini past miqyosli tadqiqotlardan murakkab tizimlarni tekshirish, yuqori namuna hajmini olish yoki samarali yig'ish orqali ekranlash uchun zarur bo'lgan tezlik va o'lchovgacha olib boradigan usullarni belgilaydi.
Mikroskopiya va sitometriyadan foydalanish
Yuqori tarkibli skrining texnologiyasi asosan avtomatlashtirilgan raqamli raqamlarga asoslangan mikroskopiya va oqim sitometriya, ma'lumotlarni tahlil qilish va saqlash uchun IT-tizimlar bilan birgalikda. "Yuqori tarkibli" yoki vizual biologiya texnologiyasi ikkita maqsadga ega, birinchi navbatda voqea to'g'risida fazoviy yoki vaqtincha hal qilingan ma'lumotlarni olish, ikkinchidan ularni avtomatik ravishda miqdoriy aniqlash. Mekansal hal qilingan asboblar odatda avtomatlashtiriladi mikroskoplar va vaqtinchalik rezolyutsiya hali ko'p hollarda lyuminestsentsiyani o'lchashning ba'zi turlarini talab qiladi, ya'ni bu juda ko'p HCS asboblari (lyuminestsentsiya ) tasvirni tahlil qilish to'plamining biron bir shakliga ulangan mikroskoplar. Ular hujayralarning lyuminestsent tasvirlarini olishning barcha bosqichlarini bajaradilar va eksperimentlarni tezkor, avtomatlashtirilgan va xolis baholaydilar.
Texnologiyalarni rivojlantirish
Texnologiyani birinchi avtomatizatsiya bilan bir xil rivojlanish nuqtasida deb aniqlash mumkin DNK sekvensiyalari 1990-yillarning boshlarida. Avtomatlashtirilgan DNKning ketma-ketligi edi a buzuvchi texnologiya u amaliy va hatto dastlabki qurilmalarda kamchiliklar bo'lsa ham - genom miqyosini tartiblashtirish loyihalarini amalga oshirishga imkon berdi va bioinformatika sohasini yaratdi. Xuddi shunday buzg'unchi va qudratli texnologiyaning molekulyar hujayra biologiyasiga va tarjimaviy tadqiqotlariga ta'sirini oldindan aytish qiyin, ammo aniq narsa shundaki, bu hujayra biologlari tadqiqotlari va dori-darmonlarni kashf qilishda chuqur o'zgarishlarga olib keladi.
Shuningdek qarang
- Giyohvand moddalarni kashf etish
- Yuqori samaradorlikni skrining
- Giyohvand moddalarni kashf etish qo'rg'oshin uchun
- Yuqori tarkibli skrining
Adabiyotlar
- ^ Hsiao, A., & Kuo, M. D. (2009). Postgenomik davrda yuqori samaradorlik biologiyasi. Qon tomirlari va interventsion rentgenologiya jurnali, 20 (7), S488-S496. https://doi.org/10.1016/j.jvir.2009.04.040
- ^ Kalinina MA, Skvortsov DA, Rubtsova MP, Komarova ES, Dontsova OA. Floresan oqsillari bilan etiketlangan inson hujayralari asosida sitotoksiklik testi: florimetriya, fotosuratlar va yuqori o'tkazuvchanlikni tekshirish. Molekulyar tasvirlash va biologiya. 2018; 20 (3): 368-377. doi: 10.1007 / s11307-017-1152-0
- ^ Mezencev, Rim; Subramaniam, Ravi (2019 yil oktyabr). "Inson salomatligi xavfini baholashda yuqori samaradorlik skrining va transkriptomik ma'lumotlardan dalillardan foydalanish". Toksikologiya va amaliy farmakologiya. 380: 114706. doi:10.1016 / j.taap.2019.114706. PMID 31400414.
- ^ Hautier G. Pichan yig'ish joyida ignani topish: Ab Initio yuqori unumli skrining yordamida materiallarni topish va loyihalash. Hisoblash materialshunosligi. 2019; 163: 108-116. doi: 10.1016 / j.commatsci.2019.02.040
- ^ Yao, Yao; Vang, Tianqi; Liu, Yongjun; Chjan, Na (2019-12-04). "Gepatotsellulyar karsinomani sinergetik davolash uchun pHga sezgir lipozomalar orqali sorafenib va VEGF-siRNA ni birgalikda etkazib berish". Sun'iy hujayralar, nanomeditsina va biotexnologiya. 47 (1): 1374–1383. doi:10.1080/21691401.2019.1596943. ISSN 2169-1401. PMID 30977418.
- ^ Maravirok. AHFS iste'molchilarining dori-darmonlari to'g'risida ma'lumot. Sentyabr 2019: 1. http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&AuthType=shib&db=l0h&AN=78170261&site=eds-live. Kirish 25 oktyabr, 2019
- ^ Taly, Valeri, Bernard T. Kelli va Endryu D. Griffits. "Dropletlar yuqori rentabellikga ega biologiya uchun mikoreaktorlar sifatida." ChemBioChem 8.3 (2007): 263-272.
- ^ "Qancha gen bor?". Inson genomining loyihasi haqida ma'lumot. AQSh Energetika vazirligi Ilmiy idorasi. 2008-09-19.
Qo'shimcha o'qish
- Abraham VC, Teylor DL, Xaskins JR (2004 yil yanvar). "Keng miqyosli hujayra biologiyasiga tatbiq etilgan yuqori tarkibli skrining". Biotechnol tendentsiyalari. 22 (1): 15–22. doi:10.1016 / j.tibtech.2003.10.012. PMID 14690618.
- Bleicher KH, Böhm HJ, Myuller K, Alanine AI (may 2003). "Xit va qo'rg'oshin avlodi: yuqori rentabellikdagi skriningdan tashqari". Nat Rev Drug Discov. 2 (5): 369–78. doi:10.1038 / nrd1086. PMID 12750740.
- Burdine L, Kodadek T (2004 yil may). "Kimyoviy genetika bo'yicha maqsadni aniqlash: yo'qolgan (ko'pincha) havola". Kimyoviy. Biol. 11 (5): 593–7. doi:10.1016 / j.chembiol.2004.05.001. PMID 15157870.
- Carpenter AE, Sabatini DM (2004 yil yanvar). "Gen funktsiyasining genom-keng tizimidagi ekranlari". Nat. Rev. Genet. 5 (1): 11–22. doi:10.1038 / nrg1248. PMID 14708012.
- Edvards BS, Oprea T, Prossnitz ER, Sklar LA (Avgust 2004). "Yuqori o'tkazuvchanlik, yuqori tarkibli skrining uchun oqim sitometriyasi". Curr Opin Chem Biol. 8 (4): 392–8. doi:10.1016 / j.cbpa.2004.06.007. PMID 15288249.
- Eggert AQSh, Mitchison TJ (2006 yil iyun). "Tasvirlash orqali kichik molekulalarni skrining qilish". Curr Opin Chem Biol. 10 (3): 232–7. doi:10.1016 / j.cbpa.2006.04.010. PMID 16682248.
- Giuliano KA, Haskins JR, Teylor DL (Avgust 2003). "Dori-darmonlarni topish uchun yuqori tarkibli skrining bo'yicha yutuqlar". Assay Drug Dev Technol. 1 (4): 565–77. doi:10.1089/154065803322302826. PMID 15090253.
- Milligan G (2003 yil iyul). "G-oqsil bilan bog'langan retseptorlarning ligand regulyatsiyasi uchun yuqori tarkibli tahlillar". Giyohvand moddalar Discov. Bugun. 8 (13): 579–85. doi:10.1016 / S1359-6446 (03) 02738-7. PMID 12850333.