Der menschliche Körper besteht Trillionen von lebenden Zellen, die eine Myriade von Zwecken erfüllen. Aber wie kennen Zellen, was zu tun, wann man es tut und wie man ihre Vorgänge koordiniert?
Brij Singh, Ph.D., ein Biochemiker an der
Universität von North- DakotaMedizinischer Fakultät und Gesundheits-Wissenschaften, entwickelt ein besseres Verständnis der Rolle des Kalziums als Bote im Zellsignalisieren und in den Kanälen, die es aktivieren aufzutreten.
Fortschritte in diesem Bereich konnten helfen, eine Vielzahl von menschlichen Gesundheitsproblemen zu lösen und von neurodegenerative Erkrankungen zu Krebs bis zu Sjogren-Syndrom reichen, eine verursachte Krankheit, wenn das Immunsystem die Flansche in Angriff nimmt, die Speichel machen und zerreißt. Es könnte als nützlicher Diagnose-Tool in dem Entdecken und von Krebs behandelnd auch dienen.
„Kalziumsignalisieren wird von Zellteilung zu Zelltod verwendet,“ sagt Singh. „Die Meisten jener Prozesse - von, wenn eine Zelle sich teilt, bis sie stirbt - werden gesteuert durch Kalzium.“
Die einfache Tat von einen Stift aufheben benötigt Muskelzellen, in gewissem Sinne zu schmälern, der die Waffe herstellt, in Richtung zum Stift und zu den Fingern sich zu bewegen, ihn zu greifen. Das Kalzium, das innerhalb der Muskelzellen gespeichert wird, wird freigegeben und sendet die Signale, die die Zellen mitteilen zu schmälern.
Während die Rolle des Kalziums im Zellsignalisieren weithin bekannt ist-, was nicht verstanden wohles ist, ist, wie Kalziumkanäle esteuert sind-. Singhs Forschung hat mögliche Proteine des vorübergehenden Empfängers (TRP) da Ionenkanäle gekennzeichnet, die Kalzium in Zellen übertragen.
Muskelzellen und Nervenzellen, die arbeiten, indem sie elektrische Impulse erzeugen, sind erregbar. Sie haben eine Vielzahl Kalzium lenken außer TRP-Proteinen. Alle weiteren Zellen sind nonexcitable, und TRP-Proteine sind die bedeutenden Kalziumkanäle in diesen Zellbaumustern.
„Was wir tun, ziemlich neu ist,“ sagt er. „Die Kalziumkanalaktivität von TRP-Proteinen wurde nur vor einigen Jahren gekennzeichnet. Wir studieren, wie die TRP-Kalziumkanäle und versuchend, die Vorrichtungen zu entdecken, um sie ein und abzustellen arbeiten, wann immer benötigt.
„Diese Kanäle werden sehr fest geregelt. Wenn es kein Kalzium in der Zelle gibt, stirbt die Zelle. Wenn es zu viel Kalzium in der Zelle gibt, stirbt sie,“ Singh sagt. „Wenn es ein Problem mit diesen Kanälen gibt, müssen wir die Ursachen für es verstehen geschehend.“
Ein Eingeborener von Indien, Singh ist ein Assistenzprofessor in der Abteilung von Biochemie und von Molekularbiologie an der UND-Medizinischen Fakultät. Er empfing einen Ph.D. in der molekularen Biochemie von Bhopal-Universität in Indien. Vor UND früh verbinden im Jahre 2003, war er ein Forscher mit dem
Nationalen Institut NIH der Zahnmedizinischen und Craniofacial Forschung.
Für letzten fünf Jahre, hat seine Arbeit sich auf Speicheldrüsen wegen ihrer Bedeutung konzentriert, wenn sie orale Gesundheit beibehielt. Es wird dass bis zu geschätzt, 4 Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten unter der niedrigen Speichelproduktion leiden, die durch Sjogren-Syndrom verursacht wird. Darüber hinaus verlieren Patienten, die Strahlentherapie für Krebse im Kopf und im Stutzen empfangen, ihre Fähigkeit, Speichel zu produzieren.
Mit einem besseren Verständnis des Kalziumsignalisierens in den nonexcitable Zellen, zeigt die Forschung der inghs, dass es möglich ist, Speichelflansche anzuregen, indem man Gentherapie verwendet.
„Wir haben dargestellt, dass, wenn wir TRP-Protein in Ratten einspritzen, wir Speichelproduktion erhöhen können,“ ihn sagen.
Singhs Forschung hat auch andere TRP-Proteinkanäle gekennzeichnet, die Kalzium aktivieren, eine Zelle einzutragen. Jedoch sie jede Arbeit in den verschiedenen Arten. Einige Kanäle transportieren nicht nur Kalzium, aber regeln auch Zellprozesse, wie die-, die Krebs und neurodegenerative Erkrankungen wie Parkinson und Alzheimer verursachen.
Irgendein TRP-Proteine werden nur in den Krebszellen gefunden, die sie einen nützlichen Biomarker für die frühe Entdeckung und die Behandlung von Krebs machen.
„Wenn diese Proteine dort sind, können wir sagen, dass Krebs in einem bestimmten Betrag Zeit sich entwickelt,“ sagt Singh. „Wenn wir nicht jene Proteine sehen, können wir sagen, dass es gibt keinen Krebs.“
Mit Parkinson-Krankheit Singhs zeigt Forschung an, dass ein bestimmtes TRP-Protein Neuronen vom Sterben stoppt. Durch Gentherapie glaubt er, dass es möglicherweise möglich wäre, die Produktion des Proteins anzuregen, um Gehirnzellen zu schützen. Die gleiche Behandlung wäre möglicherweise auch für Alzheimer Krankheit effektiv, die in ähnlicher Weise arbeitet.
Singh nimmt auch an Forschungszusammenarbeiten an der UND-Medizinischen Fakultät mit Manuchair Ebadi, Ph.D., Direktor des Kompetenzzentrums in den Neurologie teil; Donald Sens, Ph.D., Professor in der Abteilung der Chirurgie; und Gen Homandberg, Ph.D., Stuhl der Abteilung von Biochemie und Molekularbiologie.
Ebadi spezialisiert sich auf neurodegenerative Erkrankungen wie Parkinson, Alzheimer und multiple Sklerose. Sens studiert die Biomarkers, die auf Brust- und Blasenkrebs in Verbindung gestanden werden. Homandberg ist international - erkannt für Untersuchungen über Knorpeldegeneration im Osteoarthritis.
Singh empfing die Finanzierung mit $100.000 Starts von North Dakota BRIN, mit dem er Gerät kaufte, das ihn aktivierte, seine Forschung an UND fortzusetzen. Er hat auch das BRIN-finanzierte ComputerChemie-und Biologie-Netz (CCBN) für die molekulare Formung von Proteinen ausgenutzt. Er ist einer von 20 neuen biomedizinischen Wissenschaftlern, die zu UND und zur Staat North Dakota-Universität mithilfe von North Dakota BRIN eingezogen werden.