Hva er glykobiologi?

Glykobiologi studerer biologi, kjemisk syntese og struktur av sukker og sakkarider som entallmolekyler og i kombinasjon med andre molekyler. Det store feltet kombinerer tradisjonelle vitenskaper og involverer ulike medisinske biokjemiske og bioteknologiske felt. Underkategorien forskning av glykomer analyserer sukkerarter og kombinerte molekylstrukturer med hensyn til genetikk, patologi og fysiologi. Med avansert teknologi oppdaget forskere at sukkerkjeder eller glykaner spiller en mye mer sammensatt rolle enn bare å fungere som en energiressurs for alle levende organismer.

Selv om ordet "glykobiologi" først dukket opp i Oxford English Dictionary i 1988, produserte det innovative feltet foreløpige funn på slutten av 1800-tallet. Ved å kombinere organisk kjemi og cellulær biologi avdekket forskere det avhengige forholdet mellom sukker og proteiner i alle levende organismer. Glykan-protein-forhold var medvirkende til å skape penicillin.

Etter å ha isolert og oversatt den komplekse proteinstrukturen til deoksyribonukleinsyre (DNA) -koden, fant forskere grunnlaget for livet. Studiene forbedret etter hvert den moderne verden på en rekke felt fra genetikk til kriminalitetsløsning. På lignende måte innlemmer forskere glykobiologi med spektrometri og spektroskopi for å skille sukker og protein-glykanmolekyler ved å bruke elektriske eller magnetiske felt. Forskere innså at molekyler som finnes i enkle og komplekse karbohydrater, inneholdt et mangefasettert språk, og viste seg å være mye mer sofistikert og variabelt enn DNA. Forskere fant at mer enn 50 prosent av kroppens proteiner kombineres med sukker.

Fra 2010 hadde forskere ennå ikke forstått og låst opp hele glykanspråket. Glykobiologer har oppdaget at karbohydratkodingen øker i kompleksitet når de kombineres med forskjellige andre molekyler. Handlingen med sukker- og proteinintegrasjon, eller proteinglykosylering, virker viktig for at mange cellulære aktiviteter i kroppen skal fungere bra. Studier avledet fra glykobiologi antyder at glykaner påvirker og regulerer alle aspekter av cellulær eksistens.

Celler krever sukker ikke bare for energi, men også for gjenkjennelse og interaksjon med andre celler. Grunnleggende cellulær strukturell integritet er veldig avhengig av komplekse protein-glykankombinasjoner. Tilstedeværelsen av karbohydrater styrer embryonal utvikling, utløser vekstfaktorer og regulerer hormoner. Blodkoagulering, cellulær heftegenskaper og reseptorbinding krever også protein-glykanmolekyler. Gjennombrudd innen glykobiologi viser løfte om å styrke forståelsen av sykdomsfremkallende organismer og samtidig styrke utviklingen av revolusjonerende medisiner.

Det spirende feltet av glykobiologi har løfte som et verktøy for å bekjempe bakterie-, sopp- og virusinfeksjoner. Flere farlige medikamentresistente og muterte sykdomsfremkallende mikroorganismer plager samfunn. Ved å utforske og lære protein-glykanmolekylutvikling og -funksjon på cellenivå har forskere håpet å låse opp hemmelighetene om patogenutvikling, overlevelse og sårbarheter.