ಫ್ಲೋರೊಸೆಂಟ್ ಸಂವೇದಕಗಳು ಮಧುಮೇಹವನ್ನು ನೋಡಲು ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತವೆ

ಬಾತ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ಸಂಶೋಧಕರು ಪ್ರತಿದೀಪಕ ಆಣ್ವಿಕ ಶೋಧಕಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಅದು ಜೀವಂತ ಪ್ರಾಣಿಗಳಲ್ಲಿನ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುತ್ತದೆ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಸಕ್ಕರೆಯ ಸೇವನೆಯನ್ನು ದೃಶ್ಯೀಕರಿಸುವ ಹೊಸ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ, ಮಧುಮೇಹ, ಕ್ಯಾನ್ಸರ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಚಯಾಪಚಯ ರೋಗಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ನೈಜ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಸಕ್ಕರೆಯನ್ನು ನೋಡುವುದು

ಗ್ಲೂಕೋಸ್‌ನಂತಹ ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್‌ಗಳು ಶಕ್ತಿಯ ಚಯಾಪಚಯ ಮತ್ತು ಮಧುಮೇಹದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಜೀವಂತ ಅಂಗಾಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸವಾಲಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ.

ಅಂತರಶಿಸ್ತೀಯ ತಂಡವು ಬೊರೊನಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳು ಎಂಬ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪ್ರತಿದೀಪಕ ಆಣ್ವಿಕ ಶೋಧಕಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದೆ, ಅದು ಸಕ್ಕರೆಗಳಿಗೆ ಆಯ್ದವಾಗಿ ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಜೀವಂತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳೊಳಗಿನ ಅಣುಗಳ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ದೃಶ್ಯೀಕರಿಸುವ ಸುಧಾರಿತ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು.

ಕಲ್ಚರ್ಡ್ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಮತ್ತು ಜೀವಂತ ಮೀನುಗಳೆರಡರಲ್ಲೂ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಶೋಧಕಗಳು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು.

“ನಮ್ಮ ಕೆಲಸವು ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್‌ಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸುವ ಸಿಂಥೆಟಿಕ್ ಪ್ರೋಬ್‌ಗಳು ನೈಜ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಜೀವಂತ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ಲೂಕೋಸ್-ಸಂಬಂಧಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.” ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ವಿಭಾಗದಿಂದ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಸೋಫಿಯಾ I. ಪಾಸ್ಕು ಮತ್ತು ಅಧ್ಯಯನದ ಅನುಗುಣವಾದ ಲೇಖಕರಲ್ಲಿ ಒಬ್ಬರು ಹೇಳಿದರು. “ಮೆಟಬಾಲಿಕ್ ಅಸ್ವಸ್ಥತೆಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ನಿಖರವಾದ ರೋಗನಿರ್ಣಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಸಾಧನಗಳ ಕಡೆಗೆ ಇದು ಪ್ರಮುಖ ಹೆಜ್ಜೆಯಾಗಿದೆ.”

ಸಂಶೋಧಕರು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಮಲ್ಟಿಫೋಟಾನ್ ಫ್ಲೋರೊಸೆನ್ಸ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (MP-FLIM) ನೊಂದಿಗೆ ಶೋಧಕಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ಪ್ರಕಾಶಮಾನತೆಯನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಬದಲು ಜೀವಿತಾವಧಿಯಲ್ಲಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು (ಫ್ಲೋರೊಸೆಂಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಎಷ್ಟು ಕಾಲ ಇರುತ್ತದೆ) ಅಳೆಯುವ ಸುಧಾರಿತ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ನೈಜ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಜೀವಂತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಯಾವ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಸಕ್ಕರೆಯನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಬಳಸುತ್ತಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ದೃಷ್ಟಿಗೋಚರವಾಗಿ ನಕ್ಷೆ ಮಾಡಲು ತಂಡಕ್ಕೆ ಅವಕಾಶ ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟಿತು.

ಜೀವನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಪತ್ತೆ

ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದೇ ಎಂದು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ವಿವೋದಲ್ಲಿತಂಡವು ಜೀಬ್ರಾಫಿಶ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿದೆ, ಇದು ಚಯಾಪಚಯ ಸಂಶೋಧನೆಗಾಗಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಮಾದರಿ ಜೀವಿಯಾಗಿದೆ.

ಜೀಬ್ರಾಫಿಶ್ ಲಾರ್ವಾಗಳ ಜೀರ್ಣಾಂಗ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಶೋಧಕಗಳು ಬಲವಾಗಿ ಸಂಗ್ರಹಗೊಂಡಿವೆ, ಅಲ್ಲಿ ಬಾಹ್ಯ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಸವಾಲಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ ಅವುಗಳ ಪ್ರತಿದೀಪಕವು ಬದಲಾಯಿತು.

ತಮ್ಮ ಆರೋಗ್ಯವಂತ ಒಡಹುಟ್ಟಿದವರಿಂದ ಮಧುಮೇಹದ ರೂಪಾಂತರದೊಂದಿಗೆ ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಕೊರತೆಯಿರುವ ಜೀಬ್ರಾಫಿಶ್ ಅನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಗುರುತಿಸಲು ಅವರು ಅದೇ ತಂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿದರು.

ಹೆಚ್ಚಿದ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಮಟ್ಟದಿಂದಾಗಿ ಮಧುಮೇಹ ಮೀನುಗಳು ಪ್ರತಿದೀಪಕತೆಯನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ, ಇದು ಜೀವಂತ ಕಶೇರುಕ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವ ತನಿಖೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು.

ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ಜೀವ ವಿಜ್ಞಾನ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ ಅನುಗುಣವಾದ ಲೇಖಕ ಮತ್ತು ಸರ್ ಹೆನ್ರಿ ಡೇಲ್ ವೆಲ್ಕಮ್ ಟ್ರಸ್ಟ್ ರಿಸರ್ಚ್ ಫೆಲೋ ಡಾ ಡೇವಿಡ್ ಗುರೆವಿಚ್ ಹೇಳಿದರು: “ಬೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಪ್ರತಿದೀಪಕ ಶೋಧಕಗಳು ಬಾಹ್ಯ ಸಕ್ಕರೆಗಳಿಗೆ ಮತ್ತು ಇನ್ಸುಲಿನ್ ಕೊರತೆಯಿರುವ ಜೀವಂತ ಜೀವಿಗಳಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ ಗ್ಲೂಕೋಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡಬಹುದು ಎಂದು ನಮ್ಮ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ.

“ಮೆಟಬಾಲಿಕ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಕಾಯಿಲೆಗಳ ಜೈವಿಕ ಪರಿಣಾಮಗಳೊಂದಿಗೆ ಗ್ಲೂಕೋಸ್‌ನಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಲಿಂಕ್ ಮಾಡಲು ಇದು ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ಹೊಸ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.”

ಮಧುಮೇಹ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾನ್ಸರ್ನಲ್ಲಿ ಭವಿಷ್ಯದ ಅನ್ವಯಗಳು

ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಮಾನಿಟರಿಂಗ್‌ನ ಹೊರತಾಗಿ, ಇತರ ಜೈವಿಕವಾಗಿ ಪ್ರಮುಖವಾದ ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಮೆಟಾಬಾಲಿಕ್ ಮಾರ್ಕರ್‌ಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ವೇದಿಕೆಯನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ನಂಬಿದ್ದಾರೆ. ಅಸಹಜ ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್ ಚಯಾಪಚಯವು ಮಧುಮೇಹ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾನ್ಸರ್ ಸೇರಿದಂತೆ ರೋಗಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟ ಲಕ್ಷಣವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಆರಂಭಿಕ ರೋಗನಿರ್ಣಯ, ಔಷಧ ಆವಿಷ್ಕಾರ ಮತ್ತು ವೈಯಕ್ತಿಕಗೊಳಿಸಿದ ಚಿಕಿತ್ಸಾ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ.

ಸುಪ್ರಮೋಲಿಕ್ಯುಲರ್ ಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿ, ಸುಧಾರಿತ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮೂಲಕ, ನಾವು ನೈಜ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಚಯಾಪಚಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರಿಸಲು ಸಮಗ್ರ ವೇದಿಕೆಯನ್ನು ರಚಿಸಿದ್ದೇವೆ.ಈ ಕೆಲಸವು ಜೀವನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಒಳನೋಟಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ, ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಸುಧಾರಿತ ಚಿತ್ರಣವನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ. ಥೆರನೋಸ್ಟಿಕ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಭವಿಷ್ಯದ ಡ್ರಗ್ ಸ್ಕ್ರೀನಿಂಗ್ ಪರಿಕರಗಳಿಗಾಗಿ ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಮತ್ತಷ್ಟು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ನಾವು ಈಗ ಅನ್ವೇಷಿಸುತ್ತಿದ್ದೇವೆ.”

ಟೋನಿ ಡಿ. ಜೇಮ್ಸ್, ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಮತ್ತು ಸಹ-ಲೇಖಕ, ಬಾತ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯ

ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಸಹಕಾರ ಮತ್ತು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಾಧನೆಗಳು

ಬಾತ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ, ಬರ್ಮಿಂಗ್ಹ್ಯಾಮ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ, ಯೂನಿವರ್ಸಿಡಾಡ್ ಆಟೋನೊಮಾ ಡಿ ಮ್ಯಾಡ್ರಿಡ್, ಸ್ಪ್ಯಾನಿಷ್ ನ್ಯಾಷನಲ್ ರಿಸರ್ಚ್ ಕೌನ್ಸಿಲ್ (CSIC) ಮತ್ತು STFC ರುದರ್ಫೋರ್ಡ್ ಆಪಲ್ಟನ್ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು, ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು ಮತ್ತು ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಹೆಚ್ಚು ಅಂತರಶಿಸ್ತೀಯ ಮತ್ತು ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಸಹಯೋಗವನ್ನು ಸಂಶೋಧನೆಯು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುತ್ತದೆ.

ಈ ತಂಡವು ಬರ್ಮಿಂಗ್ಹ್ಯಾಮ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ದಿವಂಗತ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಜಾನ್ S. ಫಾಸ್ಸೆ ಬೊರೊನಿಕ್ ಆಸಿಡ್ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಆಣ್ವಿಕ ಗುರುತಿಸುವಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ವ್ಯಕ್ತಿಯಾಗಿದ್ದರು; ಅವರ ಒಳನೋಟ ಮತ್ತು ಸಹಕಾರವು ಈ ಯೋಜನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಮತ್ತು ಅನೇಕ ಸಂಬಂಧಿತ ಅಧ್ಯಯನಗಳಿಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡಿತು.

ಪ್ರಕಟಣೆ, ಪತ್ರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಸುಧಾರಿತ ವಿಜ್ಞಾನಅವರ ಪಾಂಡಿತ್ಯಪೂರ್ಣ ಪರಂಪರೆಯ ಗೌರವ ಮತ್ತು ಕ್ಷೇತ್ರದಾದ್ಯಂತ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು, ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳು ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳ ಮೇಲೆ ಶಾಶ್ವತವಾದ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.