يقدم الباحثون في التخنيون وشركاؤهم في الخارج مخططًا تفصيليًا لتحقيق اختراقات مهمة في فك رموز البروتين في خلية واحدة، وهو أمر من شأنه أن يطور مجال الطب الشخصي. مراجعة المادة من مجموعة الأبحاث الدولية، والذي تم نشره مؤخرًا في المجلة طرق الطبيعةويصف أحدث التطورات في هذه المجالات
إن تحديد الملف الجيني للخلايا الفردية له قيمة بحثية وعملية كبيرة، وتساعد الإنجازات في هذا المجال على فهم التباين الكبير بين الخلايا المختلفة. ومع ذلك، على عكس النجاحات في دراسة الملف الشخصي الجينية من خلية واحدة، فك رموز الملف الشخصي البروتين إن الخلية الواحدة كانت حتى الآن هدفا لم يتحقق. وهذا هدف مهم للغاية ليس فقط من وجهة نظر بحثية ولكن أيضًا من وجهة نظر سريرية، نظرًا لأن رسم خرائط دقيقة للبروتينات يجعل من الممكن تشخيص الأمراض في مرحلة مبكرة، عندما لا يزال مستوى البروتينات منخفضًا جدًا بحيث لا يمكن قياسه. الكشف عنها بالوسائل الموجودة. قد يساعد مثل هذا التخطيط أيضًا في التمييز بين الأورام السرطانية المختلفة وبالتالي تكييف العلاج الأمثل مع الورم المحدد.
بدأ التعاون الذي أدى إلى إعداد هذا المقال في مؤتمر دولي ترأسه البروفيسور أميت ميلر من كلية الهندسة الطبية الحيوية، وهو أحد المؤلفين الرئيسيين للمقال. عُقد المؤتمر SMPS19 (تسلسل البروتينات الجزيئية الواحدة) في القدس عام 2019.
في مقال نشر في مجلة Nature Methods، يصف الباحثون التقنيات المستقبلية لتسلسل البروتين وتحديده على مستوى الجزيء الفردي جنبًا إلى جنب مع الابتكارات في الأساليب الحالية مثل قياس الطيف الكتلي. يقوم مختبر ميلر في التخنيون، على سبيل المثال، بتطوير أجهزة استشعار نانومترية تتضمن قنوات نانوية وفوهات نانوية تتيح الاستشعار المباشر للبروتينات الفردية (انظر الشكل). يتم تمييز البروتينات بالأصباغ، وعندما تتدفق عبر المستشعر، يقوم نظام بصري متطور بقراءة العلامات. تتم معالجة الإشارة الضوئية وتحليلها في نظام يعتمد على التعلم العميق، والذي تم تطويره أيضًا في المختبر، وبالتالي يمكن التعرف على البروتين. وفي تقدير البروفيسور ميلر، ستمكن هذه القدرة من تحديد وقياس معظم البروتينات في العينة التي تم اختبارها وإنتاج ملف تعريف البروتين للعينة - بما في ذلك البروتينات التي لم يتم العثور عليها بنسبة عالية. "في المستقبل، ستؤدي هذه التكنولوجيا والتقنيات المماثلة لها إلى فهم أعمق للعمليات البيولوجية وتطوير اختبارات طبية حساسة بشكل خاص ستمكن من التشخيص المبكر لمجموعة متنوعة من الأمراض."
أشرف على البحث الفني البروفيسور أميت ميلر، ووقع المقال أيضًا الدكتور زاندر فان كوتن وطالبة الدكتوراه شيلا أوهيون، الباحثان في كلية الهندسة الطبية الحيوية. تم دعم البحث من قبل الاتحاد الأوروبي (منحة ERC في إطار برنامج Horizon 2020 التابع للمفوضية الأوروبية للأبحاث في الاتحاد الأوروبي)، والمؤسسة الوطنية للعلوم (ISF) وبرنامج زمالة Azrieli.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
