Dr Kathryn Taylor

Cyhoeddiad

• Date
• Type

Ymchwil

Aelod o Ddisgyblaeth Ymchwil Ffarmacoleg a Ffisioleg yr Ysgol.

Diddordebau ymchwil

• Mecanwaith gweithredu cludwyr sinc
• Rheoleiddio homeostasis sinc mewngellog
• Rôl cludwyr sinc mewn mudo celloedd
• Rôl cludwyr sinc a sinc mewn dilyniant canser
• Rôl cludwyr sinc wrth gychwyn rhannu celloedd

Fy mhrif ffocws yw ymchwilio i fecanwaith gweithredu cludwyr sinc cellog, yn enwedig y teulu ZIP (a elwir hefyd yn SLC39A). Y bwriad yw cadarnhau model ar gyfer signalau sinc integredig mewn celloedd, gan gadarnhau rôl allweddol cludwyr sinc, yn enwedig ZIP7, a chysylltu'r canfyddiadau ag effeithiau biolegol sylfaenol sinc cellog. Credir bod y digwyddiadau signalau sinc hyn yn cael eu rheoli'n bennaf gan gludwyr sinc penodol neu sianeli a bydd fy nghanfyddiad newydd diweddar y gellir rheoli eu gallu cludo sinc trwy ffosfforyliad, mecanwaith blaenorol digynsail ar gyfer cludwyr sinc, yn cael ei archwilio ar gyfer perthynas strwythurol a / neu swyddogaethol uniongyrchol â llwybrau signalau cellog. Mae'r digwyddiadau hyn yn arwain at effeithiau cellog amrywiol ar brosesau arferol fel twf, datblygiad a mudo neu, pan fyddant yn cael eu rheoleiddio'n aberrantly, clefydau fel canser, diabetes a niwroddirywiad gan sicrhau bod y prosiect hwn yn cael cymhwysiad eang ar gyfer cyflyrau normal a chlefydau.

Prif ffocws fy ymchwil yw deall sut mae cludwyr sinc yn gweithio mewn celloedd i reoli homeostasis sinc mewngellog. Mae gen i ddiddordeb arbennig yn y 9 aelod dynol o'r teulu LIV-1 o gludwyr sinc a'u rôl yn y dilyniant o ganser y fron. Mae'r astudiaethau hyn yn cynnwys effeithiau sinc ar lwybrau signalau lluosog yn ogystal â thwf a goresgyniad, pob elfen y gwyddys eu bod yn arwain at ddilyniant canser. Gellir sicrhau hyn trwy ddefnyddio araeau ffosffo-kinase ar y cyd â mwtagenesis cludwyr sinc.

Trin sinc mewn celloedd

Mae dau deulu o gludwyr sinc yn galluogi sinc i groesi pilenni biolegol: Y teulu ZnT o gludwyr fflwcs sinc (a elwir yn SLC30A) a'r teulu ZIP o gludwyr mewnlifiad sinc (a elwir yn SLC39A). Mae'r teulu ZIP o gludwyr sinc yn cynhyrchu sinc cytosolig labile ac felly dangoswyd bod ganddynt rolau biolegol eang mewn cyflwr normal a chlefyd. Mae cludwr sinc ZIP7, sy'n unigryw ymhlith cludwyr ZIP, wedi'i leoli ar y bilen ER ac rydym wedi cynnig rôl reoli ar gyfer ZIP7 yn ddiweddar wrth ryddhau sinc o storfeydd mewngellog sy'n arwain at actifadu tyrosin kinases lluosog trwy anactifadu ffosffasau protein wedi'u cyfryngu gan sinc. Rydym wedi dangos bod ZIP7 yn gofyn am phopshorylation cyn y gall gludo sinc a gweithredu fel canolbwynt ar gyfer rhyddhau sinc o siopau.

Mecanwaith gweithredu'r teulu LIV-1 o gludwyr sinc

Gan ddefnyddio meddalwedd cyfrifiadurol i gymharu dilyniannau protein, roeddwn yn gallu dangos bod LIV-1 yn perthyn i deulu newydd o gludwyr mewnlifiad sinc sy'n gyfanswm o naw aelod o'r teulu dynol. Roedd chwiliadau cyfrifiadurol o strwythur eilaidd yn rhagweld bod y moleciwlau hyn yn cynnwys 8 parth trawsbilen, N-derfyn allgellog hir, C-derfyn allgellog byr, dilyniant consensws ar gyfer y teulu ZIP o gludwyr  sinc a dilyniant consensws ar gyfer safle rhwymo sinc catalytig metalloproteases, (HEXXH, lle H = histidine, E = asid glutamig a X = unrhyw asid amino). Roedd y motiff olaf hwn yn anarferol gan ei fod hefyd yn cynnwys dau weddillion newydd (HEXPHE), proline (P) ac asid glutamig (E), cyn hynny yn y safleoedd hyn mewn unrhyw fotiffau metalloprotease eraill. Wrth chwilio'r gronfa ddata NCBI nad yw'n ddiangen gan ddefnyddio BLAST a'r motiff unigryw HEXPHEXGD o LIV-1, rydym wedi nodi dros 39 o ddilyniannau o 12 rhywogaeth, gan gynnwys dynol, llygoden, C.elegans, Drosophila, burum a bacteria, sy'n cynnwys y motiff unigryw a chadwredig iawn hwn. Mae'r teulu hwn bellach wedi'i alw'n SLC39A. Mae aelodau'r is-deulu LIV-1 yn debyg i gludwyr uwch-deulu ZIP o ran strwythur eilaidd a'r gallu i gludo ïonau metel ar draws y bilen plasma neu bilenni mewngellog. Mae lleoleiddio rhai aelodau'r teulu i lamellipodiae yn adlewyrchu lleoliad cellog y metalloproteases matrics math pilen. Gall y gwahaniaethau hyn i gludwyr sinc eraill fod yn gyson â rôl amgen iddynt mewn celloedd, yn enwedig mewn clefydau fel canser.

Rôl cludwyr sinc mewn iechyd a chlefydau

Mae'r 9 aelod dynol o'r teulu LIV-1 o gludwyr sinc yn cael eu cysylltu'n fwyfwy ag amrywiaeth o gyflyrau clefyd, yn enwedig niwroddirywiad, asthma, canser y prostad a chanser y fron. Mae ymchwilio i sut y gall lleoleiddio cellog a phenodoldeb meinwe y cludwyr sinc hyn newid homeostasis sinc yn hollbwysig i ddeall union rôl y cludwyr hyn yn y gwahanol gyflyrau clefyd hyn.

Rôl cludwyr sinc mewn mudo celloedd a mitosis

Mae ZIP6 (neu LIV-1 fel y'i gelwid) yn genyn a reolir gan estrogen sydd wedi'i gysylltu â chanser y fron metastatig. Mae ei ganfod wedi bod yn gysylltiedig â chanser y fron positif derbynnydd estrogen a lledaeniad metastatig y canserau hyn i'r nodau lymff rhanbarthol. Rydym wedi dangos rôl i ZIP6 a ZIP10 wrth hyrwyddo mudo celloedd ac rydym bellach wedi ymestyn hyn i ddeall y rôl y maent yn ei chwarae wrth gychwyn mitosis. Mae'r darganfyddiad hwn wedi galluogi ymchwil gan ddefnyddio gwrthgyrff ZIP unigryw i atal neu arafu twf canser.

Rôl cludwyr sinc a sinc mewn canser y fron

Rydym wedi arsylwi lefel uwch o sinc mewngellog yn ein model 'mewnol' o ganser y fron sy'n gwrthsefyll tamoxifen. Mae hyn wedi cychwyn ymchwiliad i rôl bosibl sinc yn actifadu llwybrau signalau a welir yn y celloedd hyn yn ogystal â'r cynnydd mewn ymddygiad ymosodol a welir yn y celloedd hyn. Trwy'r invetsigation hwn rydym wedi dangos rôl bwysig ar gyfer cludwr sinc ZIP7 wrth yrru twf ac actifadu canserau y fron sy'n gwrthsefyll tamoxifen. Mae ein darganfyddiad bod ZIP7 yn gofyn am ffosfforyliad cyn y gall ryddhau sinc o siopau wedi caniatáu inni gynhyrchu gwrthgorff ffosffo-ZIP7 unigryw sy'n cydnabod ZIP7 dim ond pan fydd yn rhyddhau sinc o siopau. Mae gan y gwrthgorff hwn lawer o botensial ar gyfer defnydd clinigol gan fod ei weithgaredd wedi'i alinio â mwy o dwf ac amlhau celloedd.

Y darganfyddiad bod ZIP6 a ZIP10 yn cychwyn rhannu celloedd

Mae ZIP6 a ZIP10 bob amser wedi bod yn anodd eu hastudio oherwydd eu lefel uchel o reoleiddio mewn celloedd. Fodd bynnag, rydym bellach wedi darganfod y rheswm am hyn. Mae ZIP6 a ZIP10 yn ffurfio cymhleth sy'n symud i'r gell allan pan fydd y gell yn barod i rannu celloedd. Mae'r cymhleth hwn yn dod â sinc i'r gell ac mae gan sinc swyddogaeth arbenigol iawn i sbarduno'r llwybrau arferol o mitosis. Heb y mewnlifiad sinc hwn, nid yw rhannu celloedd yn digwydd. Rydym bellach wedi ehangu ar y canlyniad hwn a chynhyrchu rhai gwrthgyrff newydd a all atal y mewnlifiad sinc a thrwy hynny atal rhannu celloedd sydd bellach yn cael eu harchwilio fel triniaeth canser newydd. 

Cydweithwyr

Prifysgol Caerdydd

• Dr. Julia Gee, Ysgol Fferylliaeth a Gwyddorau Fferyllol, Prifysgol Caerdydd
• Yr Athro Richard Clarkson, Ysgol y Biowyddorau, Prifysgol Caerdydd

DU

• Yr Athro Christer Hogstrand, Coleg y Brenin, Llundain
• Yr Athro Wolfgang Maret, Coleg y Brenin, Llundain
• Yr Athro Iain Ellis, Gwyddorau Meddygol Moleciwlaidd, Ysbyty y Ddinas, Nottingham: cydweithredu ar gyfres canser y fron clinigol
• Yr Athro John Robertson, Ysbyty y Ddinas, Nottingham: cydweithio ar gyfres glinigol canser y fron

Rhyngwladol

• Yr Athro Glen Andrews, Adran Biocemeg a Bioleg Moleciwlaidd, Canolfan Feddygol Prifysgol Kansas, Kansas, UDA
• Yr Athro Michal Hershfinkel, Israel
• Yr Athro Lothar Rink, Aachen, Yr Almaen
• Yr Athro Gerold Schmitt-Ulms, Toronto, Canada

Technolegau a ddefnyddiwyd

• Adeiladau peirianneg ar gyfer mynegiant proteinau ailgyfunol mewn celloedd mamaliaid gan ddefnyddio clonio TOPO-TA a PCR.
• Knockdown mynegiant protein gan ddefnyddio siRNA
• Cynhyrchu mwtaniaid gan ddefnyddio mwtagenesis wedi'i gyfeirio at y safle a dilyniannu genynnau i alluogi ymchwilio i weddillion allweddol mewn gweithgaredd swyddogaethol gwahanol foleciwlau
• Defnyddio tagiau ar gyfer monitro mynegiant proteinau ailgyfunol mewn celloedd
• Defnyddio llinellau celloedd knockout a gynhyrchir gan ddefnyddio technoleg crispr
• Microsgopeg fflwroleuol a chonffocal o chwiliedydd lluosog mewn celloedd byw a sefydlog
• Assay Ligation Agosrwydd
• Dadansoddiad arae ffosffo-kinase
• Monitro amser real o grynodiadau Zn2 + mewn celloedd gan ddefnyddio gwahanol ddangosyddion sinc penodol fel Newport Green, Fluozin-3 a Zinquin.
• Dylunio a chynhyrchu gwrthgyrff newydd i broteinau cludwr sinc
• SDS-PAGE, Western Blotting, dadansoddiad FACS, imiwnocytocemeg.
• Defnyddio meddalwedd cyfrifiadurol i ragweld swyddogaeth protein
• Defnyddio cronfeydd data canser i ymchwilio i rôl cludwyr sinc

Addysgu

Mae Kathryn wedi dysgu ar bob modiwl o'r MSc mewn Bioleg a Therapiwteg Celloedd Canser ac mae ganddi brofiad sylweddol o oruchwylio prosiectau myfyrwyr mewn labordy

• PHT801 MSc Bioleg a Therapiwteg Celloedd Canser
• PHT802 MSc Bioleg a Therapiwteg Celloedd Canser
• PHT803 MSc Bioleg a Therapiwteg Celloedd Canser
• PHT804 MSc Bioleg a Therapiwteg Celloedd Canser
• PHT805 MSc Bioleg a Therapiwteg Celloedd Canser
• PHT806 MSc Bioleg a Therapiwteg Celloedd Canser
• Arweinydd modiwl ar gyfer PHT804
• Goruchwylio prosiectau ymchwil israddedig MPharm
• Goruchwylio myfyrwyr PhD ôl-raddedig
• Goruchwylio myfyrwyr PTY israddedig
• Goruchwylio myfyrwyr Erasmus
• Goruchwylio prosiectau myfyrwyr ymchwil MSc ôl-raddedig

Bywgraffiad

Proffil gyrfa

Astudiodd Kathryn Taylor ar gyfer PhD ym maes cadwraeth arennau ar gyfer trawsblannu yn yr adran lawfeddygaeth yn Ysbyty Coleg y Brenin, Denmark Hill, Llundain.

Ar ôl seibiant gyrfa 9 mlynedd i'r fam, dychwelodd i ymchwilio i rôl cydran ategol C9 mewn arthritis yn yr adran Biocemeg Feddygol, Ysbyty Mynydd Bychan, Caerdydd.

Ymunodd Kathryn â Chanolfan Ymchwil Canser Tenovus ym 1997 lle mae hi wedi bod yn ymchwilio i rôl y teulu LIV-1 o gludwyr sinc mewn canser y fron.

Symudodd Kathryn i'r Ysgol Fferylliaeth a Gwyddorau Fferyllol gydag Uned Tenovus yn 2000 ac mae'n dal i fod yno.

Dyfarnwyd cymrodoriaeth Prifysgol Ymddiriedolaeth Wellcome i Kathryn rhwng 2010 a 2015 a helpodd i gadarnhau ei diddordeb mewn cludwyr sinc, yn enwedig ZIP7, ZIP6 a ZIP10.

Anrhydeddau a dyfarniadau

• Dyfarnwyd gwobr Fredericksen am ragoriaeth mewn bioleg sinc gan y Gymdeithas Ryngwladol ar gyfer Bioleg Sinc yn 2022
• Etholwyd yn Gyn-Lywydd y Gymdeithas Ryngwladol ar gyfer Bioleg Sinc (ISZB) 2019-2021
• Etholwyd yn Llywydd y Gymdeithas Ryngwladol ar gyfer Bioleg Sinc (ISZB) 2017-2019
• Aelod o fwrdd y Gymdeithas Ryngwladol ar gyfer Bioleg Sinc (ISZB) 2013-2017

Aelodaethau proffesiynol

• Yn aelod cyntaf o'r Gymdeithas Ryngwladol ar gyfer Bioleg Sinc ers 2007
• Aelod gwahoddedig o banel cynghori golygyddol y Biochemistry Journal 2004-2010
• Yn aelod o'r Gymdeithas Biocemegol ers 2002

Pwyllgorau ac adolygu

Adolygydd cyfnodolion a grant ar gyfer cyfnodolion lluosog

Meysydd goruchwyliaeth

Goruchwyliaeth gyfredol

Georgia Farr