I ricercatori della North Carolina State University hanno sviluppato una tecnica ad alto rendimento in grado di determinare se una sostanza chimica ha il potenziale per attivare i geni chiave in pochi secondi anziché nelle tipiche 24 ore o più. La tecnica può essere utilizzata per dare priorità alle sostanze chimiche per test approfonditi per determinarne la tossicità.

C'è un grande arretrato di sostanze chimiche in attesa di test di tossicità, che richiede tempo e denaro, "dice Gerald LeBlanc, capo del Dipartimento di Scienze Biologiche presso la NC State e corrispondente autore di due articoli sul lavoro. "Questo nuovo approccio può aiutarci a identificare le sostanze chimiche che hanno maggiori probabilità di rappresentare un rischio ambientale e, perciò, dovrebbe avere la priorità per il test. E questa tecnica potrebbe essere utilizzata anche per valutare e dare priorità alle sostanze chimiche per i test di tossicità umana".

Attualmente, le tecniche ad alto rendimento si basano su "geni reporter". Ciò significa che le sostanze chimiche vengono introdotte in una cellula e, se attivano il gene reporter, una risposta misurabile può essere osservata in un giorno o due.

Ma il nuovo approccio funziona molto più rapidamente sfruttando il fatto che il primo passo per innescare una risposta cellulare è che la sostanza chimica leghi le proteine ​​bersaglio, che inducono le proteine ​​bersaglio a reclutare altre proteine.

Nello specifico, i ricercatori della NC State hanno modificato due proteine:Met, che è una proteina bersaglio, e SRC, che è la proteina che Met recluta quando è legata dalla sostanza chimica.

Il Met modificato emette luce a una lunghezza d'onda di 535 nanometri quando recluta l'SRC modificato. E quella luce è un segnale che può essere facilmente monitorato e misurato.

"Se introduciamo una sostanza chimica nel sistema, possiamo dire quasi istantaneamente se la sostanza chimica ha stimolato il reclutamento di SRC a Met, " dice LeBlanc. "E misurando l'intensità della luce, possiamo anche valutare la potenza della sostanza chimica per attivare questa via.

"Poiché il complesso Met-SRC regola un gene che controlla lo sviluppo riproduttivo nei crostacei, sappiamo che tale attività significa che esiste una significativa probabilità di tossicità ambientale, abbastanza da renderla una priorità per i test di tossicità approfonditi, " Dice LeBlanc. "Questo è un approccio che potrebbe essere applicato a un'ampia varietà di potenziali proteine ​​bersaglio per praticamente qualsiasi specie, e potrebbe accelerare in modo significativo lo screening delle sostanze chimiche per la definizione delle priorità".

Il documento più recente, "Assemblaggio del recettore mediato da ligando come punto finale per lo screening della tossicità chimica ad alto rendimento, " è pubblicato sulla rivista Scienze e tecnologie ambientali . L'autrice principale del documento è Elizabeth Medlock Kakaley, un ex dottorato di ricerca studente presso NC State. Il documento è stato co-autore di Stephanie Eytcheson, un dottorato di ricerca studente presso NC State.

Il documento precedente, "Assemblaggio mediato da agonisti del recettore del metil farnesoato dei crostacei, " è stato pubblicato sulla rivista ad accesso libero Rapporti scientifici . Medlock Kakaley era l'autore principale. Il documento è stato co-autore di Helen Y. Wang, un ex ricercatore associato presso NC State.