달팽이 Mucins 기능 및 응용 프로그램

달팽이 점액의 응용 프로그램.

Mucins는 접착을 위해 동물에 의해 분비되는 고도로 당화 된 단백질 계열입니다., 하이드, 윤 활, 및 기타 기능. 그들의 편재성에도 불구하고, 동물 뮤신은 크게 특징이 없습니다.. 달팽이는 다양한 생물학적 기능을 위해 점액에서 뮤신 단백질을 생산합니다., 미생물 보호 포함, 접착 및 윤활. 요사이, 달팽이 점액은 또한 화학 전반에 걸쳐 광범위한 응용 분야를 통해 수익성 있는 혁신의 원천이 되었습니다, 생물학, 생명 공학, 및 생물 의학. 특히, 달팽이 점액은 스킨 케어 제품으로 적용되었습니다, 상처 치유제, 수술용 접착제, 위궤양과 싸우기 위해. 통합 오믹스의 최근 발전 (게놈, 전사체, 프로테오믹(proteomic), 글리코믹) 기술은 복족류 점액의 특성 분석을 개선했습니다, 새로운 생체 재료의 생성 증가. 이 관점은 분비된 달팽이 점액에 대한 현재 연구를 설명합니다, 이 바이오 폴리머의 잠재력 강조, 또한 달팽이 점액 유전자의 엄청난 생물학적, 화학적 다양성으로 이어지는 계층 구조를 조사해야 하는 충족되지 않은 요구를 충족시키기 위한 연구 전략을 설명합니다.

소개

달팽이와 민달팽이가 남긴 점액 점액 흔적에 대한 호기심은 고대 그리스로 거슬러 올라갑니다, 그들은 염증과 노화의 징후를 줄이는 능력을 위해 점액을 활용했습니다. 오늘날 달팽이 점액은 여전히 다양한 회사에서 스킨 케어 제품에 사용되고 있으며 그 가치가 다가올 것으로 예상되는 성장하는 시장입니다 $770 백만 기준 2025. 상업적 응용 프로그램에도 불구하고, 점액 연구 분야는 놀라울 정도로 미개발 상태입니다. 점액의 성질을 담당하는 주요 성분은 분비되는 점액입니다, 대부분의 동물의 상피 세포에서 생산되는 심하게 당화 된 단백질 계열. 뮤신은 원형질막에 결합하거나 세포 밖으로 분비됩니다, 그리고 각 유형에는 기능과 기능에 큰 차이가 있습니다. 막 결합 뮤신은 세포 신호 전달을 위한 마커 역할을 하고 손상을 유발할 수 있는 세포 외 공격으로부터 세포를 보호하는 당지질입니다, 감염 및 신체적 긴장 등 . 분비된 뮤신은 겔 형성 또는 비겔 형성 생체 고분자일 수 있습니다. 분비된 생체 고분자는 점막을 거시적 규모로 형성합니다.. 이 점막은 환경에 노출된 다세포 유기체의 표면적의 많은 부분을 차지합니다. 인간의 경우, 점막은 99% 몸 표면적의. 각 달팽이 종은 여러 개의 뚜렷한 기능적 점액을 분비합니다. 달팽이의 발에서 생성되는 점액은 접착과 윤활에 사용됩니다, 달팽이가 모든 표면에 달라붙거나 걸을 수 있도록 허용, 거꾸로 된 상태에서도. 또한, 달팽이의 등에서 생성된 점액은 미생물 방어와 조직 수분 공급에 사용됩니다. 특정 달팽이 종은 점액을 전문적으로 사용합니다. 예를 들어, Falsilunatia eltanini (달팽이) 알을 보호하기 위해 점액을 사용합니다., 그리고 티코코누스 코스타리카누스(Tikoconus costarricanus) (코스타리카 육지 달팽이), 하중 지지 활동을 위해 점액을 사용합니다., 가뭄 동안 나뭇잎 바닥에 태양으로부터 숨기는 것과 같은. 오믹스의 최근 발전 (게놈, 전사체, 프로테오믹(proteomic), 글리코믹스) 기술은 화학 전반에 걸쳐 광범위한 응용 분야를 가진 과학 자원으로서 복족류 뮤신의 탐구를 확장했습니다, 생물학, 생명 공학, 그리고 의학. 예를 들어, 달팽이 점액의 항균 특성은 위궤양에 이르기까지 인간에서 볼 수 있는 장애를 퇴치하는 데 사용되고 있습니다, 수술 후 감염. 뮤신은 또한 질병을 치료하는 약물의 능력을 강화하기 위해 승인된 치료제와 결합되고 있습니다, 당뇨병 및 궤양성 대장염과 같은. 또한, 달팽이 점액은 계면활성제와 같은 특성을 이용하는 다양한 다른 생명공학 응용 분야에서 연구되고 있습니다 . 그들의 잠재력에도 불구하고, 계층적 점액 구조가 다양한 기능적 특성을 어떻게 설명하는지에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 달팽이 점액 유전자의 생물학적, 화학적 다양성을 조사하여 각 유전자와 관련된 다양한 특성을 결정하는 기본 원칙을 설명해야 할 필요성이 충족되지 않았습니다. 이 관점 기사는 생명 공학 및 생물 의학 발전을 위한 자원으로서 이 생체 고분자의 잠재력을 보여주는 분비된 달팽이 점액의 현재 응용 프로그램을 강조합니다. 또한 달팽이 점액 유전자의 생물학적, 화학적 다양성을 조사하기 위한 통합 오믹스 전략에 대해서도 설명합니다.

달팽이 점액의 응용 프로그램.

(A) 달팽이 점액의 응용 프로그램. 달팽이 점액은 피부 미용에 사용되어 왔습니다, 상처 치유 및 회춘, 및 약물 전달. 달팽이 점액은 식품 과학에서 연구되고 있습니다., 임플란트 코팅, 그리고 다른 생명 공학 분야는 현재 잠재적인 사용을 위해 탐구될 뮤신을 연구하고 있습니다. (B) 점액 구조의 2차원 표현. 뮤신은 구조의 두 부분이 특징입니다, 단백질 코어, 그리고 그들의 글라이칸 분지. 단백질 코어는 뮤신 유전자에 따라 다양한 길이의 단백질 서열입니다, 당화(glycosylation) 가지로 더 변형되었습니다.. 단백질 구조, 그러나 여러 도메인이 있습니다., 그리고 이러한 영역은 뮤신의 기능과 세포 위치에 따라 다릅니다. 글리칸 가지는 다음과 같은 설탕 가지입니다. 3 에 18 설탕, 점액 덩어리의 대부분을 차지합니다. 표시된 것은 다음과 같습니다. 2 다양한 유형의 뮤신에 대한 치수 표현, 그리고 그들의 고정 관념적인 특징. (C) 달팽이 점액 염기서열을 식별하기 위한 통합 오믹스 접근법 적용, 구조, 및 기능. 길 1(왼쪽) 미처리 점액 단백질을 추출하고 세포 파편에서 분리하여 분광 및 질량 분석 분석에서 염기서열 질량을 얻습니다.. 길 2(오른쪽) 점액선 또는 전체 동물에서 RNA 추출 후 드 노보 조립된 염기서열을 알려진 점액 데이터베이스와 비교하여 BLAST에 대한 데이터베이스를 생성하기 위한 뮤신 유전자 서열의 조립, 우리는 추정 점액 서열을 얻습니다. 단백질체와 RNA 파이프라인을 결합하여 추가 분석을 위해 native type mucin 서열을 확인합니다.

뮤신의 구조적 변이

뮤신은 전반적인 기능에 기여하는 여러 영역을 포함합니다. 구조적 변화는 광범위한 생물학적 다양성과 독특한 물리적 특성을 허용합니다. 단백질 골격의 중앙에 위치한 탠덤 반복 영역, 세린이 풍부합니다., 트레오닌, 그리고 프롤린, 당화(glycosylation)를 위한 앵커 역할을 합니다.. 뮤신 글라이칸은 주로 O-결합됩니다, 그러나 소량의 N-결합 글라이칸이 존재할 수 있습니다. 당화 영역의 길이와 반복 횟수는 뮤신마다 다르며 서로 다른 화학적 특성을 부여합니다. 분비된 뮤신은 탠덤 반복 도메인의 양쪽 끝에 안정화에 사용되는 시스테인이 풍부한 영역을 가지고 있습니다, 두 Inter 모두에 대한 이황화물 브리지 포인트 제공- 및 분자 내 결합. 또한, 이 두 지역은 추가적인 구조적 다각화를 제공하는 역할을 합니다, 뮤신과 다른 황이 풍부한 생체 분자의 다중화를 허용합니다 .

일반적 으로, N-아세틸갈락토사민 (갈낙) 단당류와 Ser 또는 Thr 잔기 사이의 O-글리코시드 결합을 통해 단백질 코어에 부착됩니다. (갈낙[α1]-Ser/Thr). 이것은 TN 항원을 형성합니다., 이는 일반적으로 인간에서 특정 암에서 상향 조절되는 것으로 발견됩니다 . 거기에서, 갈락토스(galactose)가 구조체에 추가됩니다. (걸[β1-3]갈낙[α1]-Ser/Thr), 점액 코어 형성 1 O-글리칸. O-글리칸은 크기가 다양합니다., ~에서 2 에 20 설탕 잔류물, 그리고 구성에서, N-아세틸글루코사민과 같은 다른 당으로 (GlcNAc (영어)) 그리고 푸코스 (푹) 순차적으로 추가됩니다.. 시알산과 만노스도 미량으로 발견됩니다. 특히 시알산, 뮤신의 면역 특성에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다. 시알산은 세포 간 상호작용을 중재합니다., 인간 대식세포의 항원을 가릴 수 있는 것과 함께 . 더, 시알산은 렉틴의 주요 결합점입니다, 선천성 면역 체계에서 발견되는 일반적인 단백질 계열. 또한, 분비된 뮤신은 또한 C-만노실화를 나타낸다, 여기서 만노스의 C1은 트립토판의 인돌 고리와 결합합니다., 3차 구조의 더 큰 변형 허용 .

점액 구조 내의 미묘한 변화, 특히 아미노산 서열과 당화(glycosylation), 매우 다른 생물학적 기능에 해당할 수 있습니다. . 이러한 단백질은 주로 중량 기준으로 탄수화물입니다, 까지 90%, 단백질과 글라이칸 구조 모두 뮤신에 전반적인 기능적 특성을 제공합니다. 또한, 개별 뮤신은 정상 상태와 질병 상태에서 여러 가지 당형을 가질 수 있습니다, 그리고 단일 종의 다른 개체군은 뚜렷한 당형을 나타낼 수 있습니다. 이러한 다양성은 유기체가 특정 생리적 및 환경적 조건에 대해 각 점액을 개별화할 수 있도록 합니다. 전반적으로 다양한 기능적 특성으로 이어지는 뮤신 유전자의 유전자형-표현형 연결에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 몇 가지 인간 뮤신 유전자가 확인되었으며 적어도 21 검증된 뮤신 코딩 유전자, 각각 다른 생물학적 활성을 가지고 있습니다.. 대조적으로, 많은 것으로 추정되는 달팽이 점액 유전자가 확인되었지만, 검증된 것은 없습니다. 하지만, 달팽이 점액 사이의 유전학 및 구조적 차이에 대한 강력한 특성 분석이 부족하기 때문에 긴급한 의료 및 생명 공학 재료 요구 사항을 해결하기 위한 적용을 배제하지 않았습니다.

항균제로서의 달팽이 점액

항생제 내성 박테리아는 실행 가능한 해결책이 많지 않은 상태에서 점점 더 널리 퍼지는 문제가 되고 있습니다. 연체동물은 적응 면역이 부족하기 때문입니다, 그들은 병원성 물질에 대한 보호를 위해 물리적 장벽과 선천성 면역에 의존합니다. 대부분의 달팽이에게, 발은 병원균과 기생충으로 오염된 표면과 가장 많이 접촉합니다, 그리고 발을 따라 점액이 분비되면 그러한 미생물로부터 보호됩니다. 항균 활성에 대해 평가 된 최초의 점액 중 하나는 아차티나 풀리카 (자이언트 아프리카 육지 달팽이). 점액 A. 풀리카 그람 양성 박테리아에 대한 유망한 항균 활성을 입증했습니다., 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 그리고 황색포도상구균, 그리고 그람 음성 박테리아, 대장균 그리고 녹농균(Pseudomonas aeruginosa) . 점액 분비물 A. 풀리카 둘 다의 박테리아 성장을 억제했습니다. S. 포도상구균 그리고 S. 표피염 마우스 모델의 상처 드레싱 필름을 통해 적용하는 경우. 상처 드레싱은 육아 조직의 성숙과 콜라겐 침착 속도를 향상시켰습니다, 치유 과정을 촉진하는 것으로 알려져 있습니다 . 비슷한 연구에서, 의 점액 Helix aspersa 여러 균주에 대한 항균 활성을 입증했습니다. 녹농균(Pseudomonas aeruginosa). 더, 둘 다의 점액 A. 마지나타 그리고 A. 풀리카, 상처 드레싱으로 활용되었습니다. 28 알려진 일반적인 감염으로 수집된 임상 상처 샘플. 점액은 항균 효능을 보였다. 포도상구균, 렙, 그리고 상처로부터 격리. 같은 연구에서, 7가지 일반적인 항생제와 비교했을 때, 아목시실린 포함, 스트렙토마이신, 그리고 chloramphenicol, 일부 점액 분비물은 시판되는 항생제보다 감염을 더 억제하는 효과가 있었다. 달팽이 점액의 항균 특성을 이해하는 것은 활발하게 성장하고 있는 연구 분야입니다.

뮤신이 생물 의학 또는 생명 공학 응용 분야를 위해 다양한 분야에서 적용된 연체 동물 종.병원균을 억제하기 위해 항균제로 적용되는 연체동물 점액.

뮤신이 생물 의학 또는 생명 공학 응용 분야를 위해 다양한 분야에서 적용된 연체 동물 종. 병원균을 억제하기 위해 항균제로 적용되는 연체동물 점액.

약물 전달 수단으로서의 달팽이 점액

달팽이 점액 생체 고분자의 적응성은 새로운 약물 전달 시스템에 대한 유망한 후보입니다. 짝짓기 중, 수컷 달팽이는 다트를 쏘아 보조 단백질이 포함된 점액을 암컷에게 전달합니다, 차례로 암컷 달팽이의 생식력을 증가시킵니다 . 이 프로세스는 다기능 시스템에 의존합니다, 각 구성 요소가 정의된 역할을 수행합니다.. 다트는 바늘 역할을합니다, 조직을 뚫고 보조 단백질을 운반하는 점액을 암컷 달팽이에 주입합니다. 비슷한 방식으로, 점액은 생체 활성 분자의 전달 벡터로 작용하도록 적응할 수 있습니다. 달팽이 점액은 점막을 통해 흡수되는 모든 약물과 매우 잘 어울리는 것으로 알려져 있는데, 이는 점막을 가로지르는 확산을 촉진하는 능력 때문입니다 . 예를 들어, 메트포르민 염산염, 당뇨병 치료제, 폴리에틸렌 글리콜을 사용하여 Giant African Land Snail mucin에 부착되었습니다 (페그) 약물의 생체 이용률을 높이기 위해. PEGylation(페질화), 치료제가 주로 폴리머 매트릭스로 둘러싸여 있는 일반적으로 사용되는 공정입니다, 폴리에틸렌 글리콜. 이 매트릭스는 치료제의 약동학에 유리하게 영향을 미친다, 반감기 연장, 항체로부터의 보호를 통해, 매트릭스 조성에 따라 생체 내 분포를 다양하게 제어할 수 있습니다. 특히 달팽이 점액은 중합체로서의 가능성을 보여줍니다, 친수성이 높기 때문에, 또한 위장 점막과 쉽게 상호 작용합니다, 일반적인 약물 흡수 위치. 메트포르민이 함유된 PEGylated-mucin은 일반적으로 잘 흡수되지 않는 약물의 약동학 및 약력학을 개선했습니다, 릴리스 증가 92% 와 비교 81% 현재 시장에서 사용. 다른 응용 프로그램에서, 전체 Costus afer (진저 릴리) 달팽이 점액과 결합된 꽃은 당뇨병 환자의 혈당 수치를 감소시키는 것으로 나타났습니다 무스큘러스 (스위스 알비노 생쥐) 복용량에 의존하는 방식으로, 달팽이 점액의 항당뇨병 가능성을 보여주었습니다.

약물 결합 폴리머 매트릭스 및 뮤신 함유 바테라이트 결정은 소형 항암제 및 단백질 기반 치료제의 효과적인 로딩 및 제어된 방출을 위한 약물 전달 전달 전달체로 사용되었습니다. Vaterite 미세결정, 점액 농도 범위에서 결정화될 때 1 그리고 6 마그네슘 / 밀리람베르트, 또한 생리적 조건에서 양이온 생체 활성과 안정성을 더 잘 유지합니다., 뮤신은 표적화를 강화하고 암세포로의 전달 제어를 최적화하기 위해 광감작제와 결합되었습니다. 자가 조립된 뮤신 다층 캡슐 및 뮤신 함유 미립자는 방출 조절 약물 전달 메커니즘에 대한 향후 연구에서 특히 관심이 있습니다, 특히 생체 적합성 문제를 극복하기 위해, 생 분해성, 그리고 점액 접착.

항종양제로서의 달팽이 점액

달팽이 점액은 흑색종에 대한 치료 가능성을 보여주었습니다., 가장 위험한 피부암 중 하나. 암 치료법의 새로운 발전으로 인해 환자들의 관해율이 높아지고 기대 수명이 길어졌습니다, 이러한 발전은 흑색종에 대해 유사한 수율을 보여주지 않았습니다. 이 암은 치료 내성이 흔하기 때문에, 흑색종 치료를 위한 효과적이고 새로운 접근법을 찾는 것이 시급합니다. 에 대한 연구 H. 아페르사 흑색종 세포주의 점액은 달팽이 점액이 생존력을 감소시키고 흑색종 세포의 전이를 억제한다고 보고했습니다. 세포의 생존력 감소는 Poly의 절단과 관련된 세포사멸 사건에 기인합니다 (ADP-리보오스) 중합효소 (파프). 또한 전이의 억제는 인테그린 기능과 발현을 차단함으로써 달성되었습니다, 따라서 암이 자랄 수 있는 것을 억제합니다. 또 다른 연구에서, H. 아스페르사 뮤신은 두 개의 인간 흑색종 세포주의 성장을 직접적으로 억제했습니다, 사이토카인 TNFα의 발현을 증가시킴으로써, 및 NF-κB 억제, 적절한 조절에서 암 진행과 관련이 있는 전사 과정, 이러한 세포주의 성장은 감소되었습니다, 그것의 반대로 melanogenic 재산 입증. 아직 개발 초기 단계에 있을 때, 달팽이 점액을 항종양제로 적용하는 것은 생물 의학계에서 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다.

달팽이 점액은 상처 치유를 촉진합니다.

달팽이 점액은 치유를 촉진할 수 있으며 상처 연구에서 중요한 자원이 되었습니다. 뮤신에서 Helix aspersa (정원 달팽이) 급성 방사선 피부염 후 피부 재생에 도움이 되는 것으로 나타났습니다., 방사선 치료의 일반적인 부작용. 정원 달팽이 점액은 항산화제와 활성산소 조절을 통해 치유 속도를 높였다고 합니다. 정원의 점액은 쥐 모델의 홍반을 개선했습니다., 그리고, 같은 쥐도 광노화가 감소한 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 표재성 부상을 치료할 수 있습니다, 뮤신은 내부 상처에 사용할 수 있는 능력을 보여주었습니다. 뮤신은 경구용 비스테로이드성 항염증제와 함께 사용되어 왔습니다 (비스테로이드성 항염증제(NSAIDs)), 위 점막 손상을 줄이거나 제거하기 위해. 비스테로이드성 항염증제(NSAIDs)는 염증을 감소시킵니다, 그러나 위장 손상 및 간 손상과 관련된 부작용이 있습니다.. 많은 회사들이 이러한 부작용을 상쇄하기 위해 천연 제품으로 눈을 돌렸습니다, Mucin은 소화성 궤양을 치료하는 것으로 나타났습니다, NSAIDs에 기인한 부작용. 항생제의 조합, 클라리스로마이신, 그리고 A. 풀리카 Mucin은 소화성 궤양 질환 치료에 긍정적인 결과를 보여주었습니다. 항궤양 특성 외에도, 궤양의 치유 속도는 뮤신의 농도에 따라 증가하며 클래리스로마이신 단독보다 빨랐다.

생체영감 소재에 사용되는 달팽이 점액

신소재를 만들기 위한 플랫폼으로서 자연적으로 발생하는 물질을 연구하는 것은 여러 혁신적인 제품을 탄생시켰습니다, 리피토와 같은, 페니실린, 그리고 모르핀. 마찬가지로, 뮤신은 무기 임플란트의 거부 반응을 줄이기 위해 생체 재료 코팅으로 사용되었습니다. 감염으로 인한 외과적 임플란트 거부 결과 1 연간 100만 건의 의료 사례가 발생하며, 원래 수술 비용은 해당 감염 치료 비용의 일부에 불과합니다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 뮤신계 필름 적용, 의료용 임플란트에 사용되는 일반적인 재료, IgG 및 IgM 플라스틱으로의 흡수에 의해 유발되는 면역 반응을 크게 감소시켰습니다.. 같은 연구에서는 피브리노겐의 활성화를 감소시킨다는 사실도 밝혀졌다, 알려진 염증 물질, 코팅되지 않은 플라스틱과 비교하여 점액 코팅과 접촉할 때. 뮤신은 다른 연구에서 이식된 장치의 미생물 번식을 감소시키는 것으로 나타났습니다. 뮤신 기반 기술은 생체 재료 분야의 발전에 대한 엄청난 가능성을 보여줍니다..

생체 재료로 사용되는 뮤신의 예는 수용성 탄화수소의 합성에 뮤신을 적용하는 것입니다. 뮤신 및/또는 뮤신 모방 화합물을 소수성 지질 사슬로 연결함으로써, 탄화수소 복합체는 수성 조건에서 부유 상태로 유지되었습니다, 몇 달이 지나도, 비복합체 탄화수소는 용액에서 빠르게 침전됩니다.. Combaa의 그룹이 수행 한 또 다른 관련 연구에서, 이 특성은 샌드위치형 포도당 바이오센서용 탄소나노튜브-뮤신 복합체의 안정화된 현탁액을 생성하여 포도당 검출을 향상시키기 위해 적용되었습니다. 생성된 바이오 분석 장치는 다음과 같습니다. 20% 더 민감하고 40% 이 센서 설계 매트릭스를 포함하지 않는 기존 장치보다 빠름.

뮤신(Mucins), 점막을 통해 흡수된 약물과 접촉하는 경우, 또한 크로마토그래피에 사용하여 멤브레인을 통한 생체이용률 및 흡수를 결정하는 데 도움을 줄 수 있습니다.. 돼지 위 점액, 아미노 프로필 링커를 통해 실리카 컬럼에 결합, 약물의 점막 결합 친화도에 의한 약물 분자의 분리 허용. 또 다른 연구에서는 뮤신을 칼슘-알긴산과의 이온 교환을 사용하여 컬럼에 고정했습니다, 점액이 움직이지 않습니다., 생물학적 점막 모방. 뮤신 컬럼 내 분자의 머무름 시간이 길다는 것은 높은 약물-뮤신 상호작용을 나타냅니다., 이는 생체 내 생체 이용률 지연과 상관 관계가 있습니다. 이는 뮤신 생성에 영향을 미치는 특정 질병에 사용되는 약물을 평가하기 위한 또 다른 차원을 추가합니다, 낭포성 섬유증 등.

동일한 돼지 위 점액 컬럼이 식품 산업에서 풍미 유지를 평가하는 데 사용되었습니다. 뮤신 컬럼은 풍미 유지를 위해 소의 혀를 모방하는 것으로 나타났습니다, 동물 실험의 필요성을 줄이고 잠재적으로 동물 실험을 없앨 수 있습니다.. 뮤신은 맛 인식과 관련된 역할에 대해 광범위하게 연구되어 왔습니다. 구강 내 뮤신의 존재는 향미 생성 화합물의 침전 증가와 직접적인 관련이 있습니다, 이는 차례로 풍미 인식을 증가시킵니다. 이 현상은 노년기에 미각 상실의 원인으로도 연구되고 있습니다. 타액의 MUC7 수치 감소는 나이가 많은 사람의 미각 감소에서 나타났습니다. 이러한 하향 조절은 향미 분자의 점액 접착을 감소시키는 것으로 여겨집니다, 미각 지각 약화로 이어짐.

점액 분자의 특성화에 대한 달팽이의 속도

이 분야에 대한 관심이 높아지고 있음에도 불구하고, 달팽이 점액 연구의 발전을 가로막는 장애물은 여전히 많습니다. 새로운 뮤신 발견 가능성이 있는 많은 달팽이 종은 서식지 때문에 접근이 어려운 경우가 많습니다. 쉽게 접근할 수 있는 생물학적 물질 샘플이 부족하고 뮤신 구조를 식별하기 어렵기 때문에 반복적인 실험에 충분한 양의 뮤신을 안정적으로 합성할 수 없습니다. 여러 그룹에서 지속 가능한, 합성 뮤신 생산에 대한 확장 가능한 접근법, 그러나 이 분야는 초기 단계에 있는 반면, 뮤신에서 분리된 뮤신은 A. 풀리카 광범위하게 연구되었습니다., 다른 종들은 방치된 채로 남아 있다.

상업적인 뮤신 생산을 위한 가장 실행 가능한 방법은 동물에서 추출하고 분리하는 것입니다, 풍부한 동물 자본 없이는 적용을 위한 상당한 수확량을 허용하지 않으며 일반적으로 침습적 방법을 포함합니다. 복잡성, 풍부, 각 점액에 대한 당화(glycosylation) 패턴의 국소화, 다양한 뮤신 이외에 글리코폼은 정제를 위한 일반적인 분리 방법을 사용하는 데 어려움을 초래합니다, 합성하다, 뮤신 시료 분석. 뮤신은 종종 번역 후 변형을 겪습니다, O-황산염과 같은, N-황산화, 그리고 단백질 사이 기능을 분화하는 N-deacetylation. 이러한 번역 후 글라이칸 변형은 뮤신 시료 정제에 장애물이 됩니다, 특징을 나타냄, 및 합성. 유망한 합성 접근법은 재조합 박테리아를 사용하는 것입니다, 글리코실전이효소(지티(GT))-매개 중합, 및 트랜스 글리코실화. 하지만, 이러한 방법은 산업적으로 실용적인 수율을 달성하기에 충분하지 않으며 천연 점액 젤을 구성하는 완전한 당형(glycoform) 세트를 생성하지 못합니다. O를 만드는 데 여전히 어려움이 있습니다.효모의 당화(glycosylation), 그리고 당화(glycosylation) 가지를 선택한 단백질 잔기로 옮기는 것과 관련된 문제가 있습니다. 이러한 문제는 확장 가능한 화학 물질을 사용하여 뮤신을 합성하기 위한 실행 가능한 고수율 분석법을 개발해야 할 필요성을 제시합니다, 이는 뮤신을 표적 치료제 또는 치료법으로 사용하는 첫 번째 단계가 될 것입니다.

최근 몇 년 동안 -omic 기술이 등장했습니다. (유전체학, 전사체학, 프로테오믹스(Proteomics), 글리코믹스) 최소한의 샘플이 필요합니다., 희귀하거나 접근하기 어려운 달팽이 샘플의 특성 분석 가능. 독을 사용하여 달팽이 독을 사용한 것과 유사한 전략, transcriptomic 및 proteomic 방법을 드 노보 달팽이 독 추정 펩타이드 독소의 유전 구조를 식별하기 위한 생물정보학 조립 프로그램 시퀀서, 뮤신 유전자 및 점액 단백질을 특성화하는 데 적용할 수 있습니다.. 특히, 조립된 엑솜의 뉴클레오티드 서열을 취하여, 그런 다음 이를 단백질체 질량 값과 짝을 이룹니다, 선형 MUCIN 단백질 구조를 확인할 수 있다. 이 접근법에서는 점액선 또는 전체 동물에서 생물정보학 파이프라인을 통해 mRNA를 추출합니다, 뮤신 유전자 및 1차 뮤신 단백질 염기서열 확인. 새로운 이니셔티브, 비교 동물 뮤코믹스 프로젝트 (캠프) 뮤신 유전자와 점액 하이드로겔의 체계적인 비교 분석을 적용하여 뚜렷한 점액의 계층적 구조와 특성을 결정합니다.

강력한 뮤신 데이터베이스를 생성하기 위한 오믹 방법의 약속에도 불구하고, 그들의 연구에는 여전히 큰 장애물이 남아 있습니다. 그러한 장애물 중 하나는 염기서열 유전자를 조립하는 데 사용되는 알고리즘입니다. De Bruijn 그래프, 대부분의 어셈블러가 사용하는 알고리즘 시퀀스입니다, 유사한 중첩 시퀀스의 다중성으로 인해 반복되는 영역을 매핑하는 데 어려움이 있습니다.. 현재 이 문제를 극복하기 위해 여러 도구가 개발되고 있습니다 . 각 프로그램은 탠덤 반복을 수용하기 위해 De Bruijn 그래프를 구성하는 데 사용되는 k-mer의 가중치를 변경합니다. 뮤신 단백질체 연구용, 뮤신과 다른 뮤신의 분자 간 상호 작용은 추가적인 어려움을 야기합니다. 뮤신은 자연적으로 스스로 다중체를 생성합니다, 더 큰 구조를 형성하기 위해 여러 단백질을 함께 연결, 자연에서 정기적으로 관찰됩니다. 그 때 단 하나 단백질을 얻기 위하여, 결합된 결합은 끊어져야 합니다, 단일 단백질의 결합을 끊지 않고. 하지만, 점액 다중체 결합은 단일 점액 사슬의 나머지 2차 구조에도 영향을 미치지 않고는 감소시키기 어렵습니다. 시행착오 절차는 현재 단일 단백질 덩어리를 생성하기 위해 뮤신 단백질체 연구에서 사용됩니다. 달팽이 점액을 정확하게 식별하고 제조하기 위해 새로운 특성화 및 합성 기술을 확립해야 합니다, 그리고 오믹스 접근법을 통해 각 뮤신 샘플에서 발견되는 기능적 차이를 이해하고 해독하는 데 필요한 유전자형과 표현형 매핑을 결정할 수 있습니다.

끝 맺는 말 및 향후 전망

달팽이는 거의 모든 생물 군계에서 발견됩니다, 그리고 환경 조건은 뮤신 유전자의 다양성과 점액 기능의 다양성을 주도하는 것으로 보입니다. 달팽이 점액은 생물 의학 및 생명 공학의 잠재력을 입증했습니다, 중요한 가능성을 지닌 생체 영감 자원입니다. 달팽이 점액의 특성화는 내재적 가치에 의해 제한되지 않습니다, 그러나 접근과 분자 식별의 복잡성에 의해, 정제 및 조사. 적용 가능한 용도와 관련하여 뮤신과 점액의 특성에 대해 답변해야 할 몇 가지 질문이 여전히 남아 있습니다. 이 전망은 달팽이 점액의 높은 수율 잠재력을 보여줍니다, 적응 가능한 비교 오믹스 파이프라인을 활용함으로써, 우리는 이 독특한 단백질을 더 잘 이해할 수 있습니다, 그리고 그들의 유리한 생물학적, 화학적 특성.

질병 치료를 위한 달팽이 점액 사용

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저자: 맥스웰 맥더모트, 안토니오 R. 세룰로, 제임스 파지알레, 엘레오노라 아흐라크, 샤르민 술타나,제니퍼 퍼드, 사피야 사마드, 윌리엄 뎅, 아담 B. 브라운슈바이크, 만데 홀포드.

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