Sebuah konsorsium internasional mendorong para ilmuwan oleh Dr James Paulson dari The Scripps Research Institute telah menciptakan sebuah teknologi yang akan memajukan pemahaman kita tentang peran rantai gula kompleks (glycans atau karbohidrat) yang menghiasi permukaan sel-sel dalam tubuh.
Teknologi, yang dikenal sebagai microarray glycan fungsional, adalah slide kaca ke yang dicetak ratusan rantai glycan berbeda. Array ilmuwan menawarkan alat riset canggih yang memungkinkan mereka untuk menganalisis protein glycan kekhususan mengikat (GBP), yang berfungsi melalui mengikat mereka ke rantai gula tersebut.
Microarray akan mengubah penelitian di bidang yang sedang berkembang glycomics, yang dikhususkan untuk identifikasi sistematis dan karakterisasi struktur glycan semua diproduksi oleh organisme. Bidang ini adalah komponen penting dalam memahami kesehatan manusia karena pentingnya glycans sebagai pemain kunci dalam semua fungsi tubuh. Namun, kemajuan dalam menjelaskan informasi ini dan menentukan fungsi biologis karbohidrat kompleks telah tertinggal di belakang kemajuan di bidang terkait genomik (terkait dengan DNA, RNA dan gen) dan proteomik (berkaitan dengan protein).
Banyak protein yang terlibat dalam komunikasi antara sel-sel mengenali struktur glycan pada permukaan sel. Para glycan fungsional microarray akan mempercepat penelitian di glycomics, karena akan memungkinkan para ilmuwan untuk menentukan mana struktur karbohidrat ini mengikat protein.
"Setiap protein yang mengikat glycan dapat dipelajari," kata Profesor James Paulson. "Mereka semua bekerja."
Para ilmuwan Scripps Research Blixt Ola memimpin pengembangan ini bersama-sama dengan Kepala Steve, Direktur Core Scripps Penelitian DNA microarray. Blixt, Kepala, dan rekan mereka mengembangkan array glycan menggunakan teknologi microarray pencetakan standar analog dengan sebuah printer ink jet untuk mengatur gula ke slide kaca.
Array, yang dijelaskan di edisi mendatang jurnal Proceeding of National Academy of Sciences, dikembangkan di bawah naungan Konsorsium Glycomics Fungsional (CFG). Dalam format sekarang array glycan dicetak didirikan oleh inti sintesis karbohidrat yang disutradarai oleh Blixt dan dikoordinasikan oleh Paulson dan Chi-Huey Wong, Ernest W. Hahn Profesor dan Chair dalam Kimia dan seorang peneliti di Lembaga Skaggs untuk Kimia Biologi di The Scripps Research Institute. Konsorsium di mana Paulson menjabat sebagai Direktur dan Principal Investigator, didanai oleh $ 37.000.000 "lem" hibah diberikan oleh Institut Nasional Ilmu Kedokteran Umum, salah satu dari Institut Kesehatan Nasional dan telah membawa bersama-sama sekitar 160 peneliti independen yang didanai pada 110 berbagai lembaga di seluruh dunia, termasuk beberapa di San Diego, dengan tujuan memahami bagaimana protein dalam tubuh untuk mengikat karbohidrat dan bagaimana interaksi ini memediasi fungsi sel.
Struktur karbohidrat yang sangat banyak bagian dari bahasa kehidupan. Mereka seperti aksen pada kata-kata yang diucapkan-mereka mengubah makna tanpa mengubah ejaan. Beberapa bahkan menyebutnya karbohidrat alfabet ketiga, di belakang DNA dan protein.
Glikosilasi, lampiran rantai karbohidrat dengan protein, merupakan bagian penting dari biologi, dan beberapa ilmuwan memperkirakan bahwa setengah dari semua protein yang disandikan oleh genom manusia mendapatkan gula yang melekat pada mereka di beberapa titik setelah mereka dibuat. Semua sel, asing dan manusia, ditutupi dengan karbohidrat, dan beberapa virus, seperti HIV dan influenza, gunakan gula di luar sel manusia untuk mendapatkan masuk ke dalam sel manusia.
Meskipun mereka tidak dikenakan biaya dengan menyimpan informasi genetik seperti DNA atau bertindak sebagai workhorses enzimatik seperti protein, karbohidrat namun tidak membawa informasi dan bertanggung jawab untuk fungsi biologis penting, memainkan peran sentral dalam berbagai jenis aktivitas komunikasi antar, protein folding, adhesi sel, dan pengakuan kekebalan tubuh.
Salah satu perbatasan paling penting dari penelitian dasar dalam biologi hari ini adalah untuk memahami manusia glycome-semua jenis struktur karbohidrat dalam tubuh manusia dan apa yang mereka lakukan. Ini adalah upaya sangat sulit. Jumlah total struktur karbohidrat pada manusia mungkin 10.000 hingga 20.000, meskipun sulit untuk memperbaiki sejumlah keras untuk ini, kata Paulson. Namun demikian, ia menambahkan, "Kami pikir pemahaman glycome adalah mungkin sekarang. Kami tidak berpikir bahwa tiga tahun lalu."