の研究者 抗菌耐性 （AMR）学際的な研究グループ 研究と技術のためのシンガポール – マイットアライアンス （SMART）シンガポールのMITの研究企業は、数千の生物学的サンプルをスキャンしてトランスファーリボ核酸（TRNA）修飾を検出できる強力なツールを開発しました。これは、細胞の成長、ストレスへの適応、および抗生物質感染などの病気に細胞を成長させる方法を制御するRNA分子への小さな化学変化です。このツールは、科学、ヘルスケア、産業の新しい可能性を開きます。病気の研究の加速から、より正確な診断が可能になることから、癌や抗生物質耐性感染症などの疾患のより効果的な医学的治療の開発を導くことができます。
この研究では、Smart AMRチームは、シンガポールのNanyang Technological University、フロリダ大学、ニューヨークのアルバニー大学、ポーランドのWodz工科大学の研究者と協力して協力して働きました。
RNA修飾プロファイリングの現在の制限に対処します
癌と感染症は、遺伝物質の突然変異または侵入微生物からの指示によって細胞が異常に機能することを余儀なくされる複雑な健康状態です。スマート主導の研究チームは、エピトランスクリプリトーム（あらゆる形態のRNAの170を超える化学的修飾）が正常細胞の成長を制御し、栄養素の喪失や毒性化学物質への曝露などの環境のストレスの多い変化にどのように反応するかを理解する世界のリーダーの1つです。研究者はまた、このシステムが癌でどのように破損しているか、または感染症のウイルス、細菌、寄生虫によって搾取される方法を研究しています。
広大なエピトランシプトームの研究に使用される現在の分子方法と、数千の異なるタイプの修飾RNAのすべてが、しばしば遅く、労働集約的で、費用がかかり、研究能力と速度を制限する危険な化学物質を伴います。
この問題を解決するために、スマートチームは、TRNA修飾の迅速で自動化されたプロファイリングを可能にする新しいツールを開発しました。これは、細胞が生き残り、ストレスに適応し、疾患に反応する方法を調節する分子の変化です。この能力により、科学者は細胞調節ネットワークをマッピングし、新しい酵素を発見し、分子パターンを疾患メカニズムにリンクし、より良い創薬と発達、より正確な疾患診断のための道を開くことができます。
RNA修飾の複雑さのロックを解除します
ロボット液体ハンドラーを使用して、研究者は5,700を超える遺伝子組み換え株からtRNAを抽出しました Pseudomonas aeruginosa肺炎、尿路感染症、血流感染症、創傷感染などの感染症を引き起こす細菌。サンプルは、液体クロマトグラフィータンデム質量分析（LC-MS/MS）によって酵素的に消化および分析されました。これは、物理的特性に基づいて分子を分離し、高精度と感度でそれらを識別する技術です。
この研究の一環として、このプロセスは、新しいtRNA修飾酵素と、細胞の反応とストレスへの適応を制御する新しいtRNA修飾酵素と単純化された遺伝子ネットワークを明らかにした高解像度アプローチで200,000を超えるデータポイントを生成しました。たとえば、データは、TRNA修飾MS2i6aの原因となる酵素の1つであるメチルチオトランフェラーゼMIABが、鉄と硫黄の利用可能性と酸素が低い場合の代謝変化に敏感であることがわかったことを明らかにしました。このような発見は、細胞が環境ストレスにどのように反応するかを強調し、治療や診断の将来の発達につながる可能性があります。
Smartの自動化されたシステムは、数千のサンプルにわたってTRNA修飾を迅速かつ安全にプロファイルするように特別に設計されています。従来の方法とは異なり、このツールはロボット工学を統合してサンプルの準備と分析を自動化し、危険な化学的取り扱いと削減コストの必要性を排除します。この進歩により、安全性、スループット、および手頃な価格が向上し、研究および臨床ラボでの日常的な大規模な使用が可能になります。
RNAを研究するためのより速く自動化された方法
このスケールでのtRNA修飾の定量的、システム全体のプロファイリングが可能な最初のシステムとして、このツールはエピトランスクリプリトームのユニークで包括的なビューを提供します。これは、細胞内のRNA化学修飾の完全なセットです。この能力により、研究者はRNAの修飾に関する仮説を検証し、新しい生物学を明らかにし、新しい治療法を開発するための有望な分子標的を特定できます。
「この先駆的なツールは、細胞反応を調節するRNA修飾の複雑な言語のデコードにおける変革的な進歩を示しています」と、MITの生物工学教授であるSmart AMRの共同主任研究者であり、論文の著者であるSmart AMRの共同主任研究者であるPeter Dedon教授は述べています。 「質量分析とRNAエピトロンスクリプトミクスに関するAMRの専門知識を活用して、我々の研究は、がんの理解と治療に重要な複雑な遺伝子ネットワークを検出する新しい方法を明らかにし、抗生物質耐性感染症、および迅速で大規模な分析を可能にすることにより、ツールは基本的な科学的発見と標的科学的発見の開発と標的科学の発見の開発の両方を促進することにより、
研究、産業、およびヘルスケアアプリケーションの加速
この汎用性の高いツールには、科学的研究、産業、ヘルスケア全体に幅広いアプリケーションがあります。これにより、環境および治療上の課題に対する遺伝子調節、RNA生物学、および細胞反応に関する大規模な研究が可能になります。製薬およびバイオテクノロジー産業は、潜在的な薬物がRNAの修飾と細胞の挙動にどのように影響するかを効率的に評価し、生物の発見とバイオマーカーのスクリーニングのためにそれを活用できます。これは、標的療法と個別化された医療の開発を支援します。
「これは、数千のサンプルでRNAの修飾を迅速かつ定量的にプロファイルできる最初のツールです」と、Smart AMRの研究科学者であり、The Paperの最初の著者であるJingjing Sun氏は述べています。 「新しいRNA修飾酵素と遺伝子ネットワークを発見することができるだけでなく、癌や抗生物質耐性感染などの疾患のバイオマーカーと治療標的を特定するための扉を開きます。
先を見据えて、臨床的および製薬アプリケーションを進めます
前進すると、Smart AMRは、ツールの能力を拡大して、ヒト細胞および組織のRNA修飾を分析し、微生物モデルを超えてヒトの疾患メカニズムの理解を深めることを計画しています。将来の取り組みは、プラットフォームを臨床研究に統合して、バイオマーカーと治療目標の発見を加速することに焦点を当てます。テクノロジーを医薬品およびヘルスケアの設定で使用できるエピトルンスクリプトーム全体の分析ツールに翻訳すると、より効果的でパーソナライズされたトリートメントの開発が促進されます。
SMARTで実施された研究は、研究の卓越性と技術エンタープライズプログラムのために、キャンパスのために国立研究財団シンガポールによってサポートされています。
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#癌と感染症の研究と治療を進めるための新しいRNAツール #MITニュース
2025-09-11 20:45:00