Vad är glykobiologi?

Glykobiologi studerar biologi, kemisk syntes och struktur av sockerarter och sackarider som singelmolekyler och i kombination med andra molekyler. Det stora fältet kombinerar traditionella vetenskaper och omfattar olika medicinska biokemiska och biotekniska områden. Underkategoriforskningen av glycomics analyserar sockerarter och kombinerade molekylstrukturer med avseende på genetik, patologi och fysiologi. Med avancerad teknik upptäckte forskare att sockerkedjor eller glykaner spelar en mycket mer komplex roll än att bara fungera som en energiresurs för alla levande organismer.

Även om ordet "glykobiologi" först dök upp i Oxford English Dictionary 1988, skapade det innovativa fältet preliminära upptäckter i slutet av 1800-talet. Genom att kombinera organisk kemi och cellbiologi upptäckte forskare det beroende sambandet mellan socker och proteiner i alla levande organismer. Glykan-proteinförhållanden var avgörande för skapandet av penicillin.

Efter att ha isolerat och översatt den komplexa proteinstrukturen för DNA-koden för deoxiribonukleinsyra (DNA), hittade forskare livets grund. Studierna förstärkte så småningom den moderna världen på många områden, från genetik till kriminell lösning. På liknande sätt införlivar forskare glykobiologi med spektrometri och spektroskopi för att separera socker- och proteinglykanmolekyler med hjälp av elektriska eller magnetiska fält. Forskare insåg att molekyler som finns i enkla och komplexa kolhydrater innehöll ett mångfacetterat språk, vilket visade sig vara mycket mer sofistikerat och varierande än DNA. Forskare fann att mer än 50 procent av kroppens proteiner kombineras med socker.

Från och med 2010 hade forskare ännu inte förstått och låst upp hela glykanspråket. Glykobiologer har upptäckt att kolhydratkodningen ökar i komplexitet när de kombineras med olika andra molekyler. Handlingen av socker- och proteinintegration, eller proteinglykosylering, verkar avgörande för korrekt funktion av många cellulära aktiviteter i kroppen. Studier härrörande från glykobiologi antyder att glykaner påverkar och reglerar alla aspekter av cellulär existens.

Celler kräver socker inte bara för energi utan också för igenkänning och interaktion med andra celler. Grundläggande cellulär strukturell integritet förlitar sig starkt på komplexa protein-glykankombinationer. Närvaron av kolhydrater styr den embryonala utvecklingen, utlöser tillväxtfaktorer och reglerar hormoner. Blodkoagulation, cellvidhäftningsegenskaper och receptorbindning kräver också protein-glykanmolekyler. Genombrott i glykobiologi visar löfte om att främja förståelsen för patogena organismer och samtidigt förbättra utvecklingen av revolutionerande mediciner.

Det växande fältet glykobiologi ger ett löfte som ett verktyg för att bekämpa bakterie-, svamp- och virusinfektioner. Flera farliga läkemedelsresistenta och muterade sjukdomsframkallande mikroorganismer plågar samhällen. Genom att utforska och lära sig utveckling och funktion av proteinglykanmolekyler på cellnivå har forskare hoppats kunna låsa upp hemligheterna för patogenutveckling, överlevnad och sårbarheter.