گروهی از محققان دانشگاه ایالتی جورجیا روش جدیدی را برای درک و ثبت عملکرد کلسیم در سلول ها ایجاد کرده اند. این مطالعه که توسط جنی یانگ، استاد شیمی، پیشگام شیمی کلسیم و زیست شناس انجام شد، اثربخشی حسگرهای زیستی قرمز را نشان داد که می توانند به طور مستقیم کلسیم را در مناطق خاصی از سلول اندازه گیری کنند. این کشف ممکن است به درک بهتر پایه مولکولی بسیاری از بیماری های انسان کمک کند.
کلسیم برای بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی از جمله سلامت و عملکرد سیستم اسکلتی عضلانی، عصبی، گردش خون و گوارش ضروری است. کلسیم مولکول های سیگنال واکنشی را در داخل سلول ها تقویت می کند ، به انتشار ناقل های عصبی (پیام رسان های شیمیایی که سیگنال ها را به نورون ها منتقل می کند) کمک می کند ، باعث انقباض سلول های ماهیچه ای می شود و در نهایت این روند را کند می کند. کلسیم همچنین نقش مهمی در تشکیل استخوان و در بسیاری از فرآیندهای درون سلولی دارد.
با توجه به این طیف گسترده ای از عملکردها ، حرکات بدن و سطح کلسیم را می توان شاخص خوبی برای سیستم های بیولوژیکی و تغییرات در نظر گرفت.
یانگ، مدیر مرکز تشخیص و درمان تصویربرداری، که با گروهی از دانشجویان دکترا و فوق دکترا در شیمی تحصیل کرده است، گفت: «چالش این است که چگونه می توان این تغییرات سریع را در یک منطقه بسیار خاص گزارش کرد.
برای درک بهتر این سیگنال ها ، محققان راهی را برای ایجاد محل اتصال کلسیم در سطح چندین پروتئین فلورسنت ایجاد کردند. یک مطالعه منتشر شده در مجله Engwandte Kemi نشان داد که سنسور کلسیم قرمز معروف به R-CatchER برای تشخیص سیگنال های کلسیم در انواع مختلف سلول ها بسیار حساس است.
یانگ می گوید: پروتئین هایی که استفاده می کنیم قادرند تغییرات گذرا را تشخیص داده و مستقیماً فعالیت کلسیم را اندازه گیری کنند. ما می توانیم این تغییرات را در سلول های سالم پیگیری کنیم و ببینیم در مورد بیماری چه اتفاقی می افتد. “
علاوه بر این ، می توان از R-Catcher برای بررسی اینکه آیا میزان تغییر کلسیم مربوط به یک بیماری خاص است ، استفاده کرد. این فناوری همچنین می تواند به بدن در یافتن دارو کمک کند.
در مرحله بعدی ، محققان قصد دارند از این فناوری در مدلهای حیوانی استفاده کنند تا درک کنند که چگونه رویدادهای مختلف سلولی در این بیماری دخیل هستند.
