Geresnis supratimas apie lasteliu reguliavima gali sukelti nauju gydymo budu

Mokslininkai itaria, kad priezastis smegenu neuronai uzsikimsti susipainioti baltymai Alzhaimerio liga yra is dalies del to trikdziai mazai zinomos reguliavimo sistemos lastelese.
Naujajame tyrime, paskelbtame internete sia savaite Nacionalines mokslu akademijos ankstyvojo leidimo darbai, mokslininkai padare milziniska suoli i prieki, kad suzinotu apie sia konkrecia peliu reguliavimo sistema. Naujai igytos zinios suteiks mokslininkams geresni Alzheimerio ir kitu zmogaus ligu supratima ir ilgainiui gali paskatinti nauju gydymo budu kurima.
Savo naujame tyrime mokslininkai atrado dvigubai daugiau nauju baltymu; nustatyta, kad jie yra baltymu reguliavimo dalis, kurios pagrinda sudaro cukrus, zinomas kaip O-GlcNAc (oh-GLIK-nak).
Manoma, kad O-GlcNAc sistema prideda dar viena kontroles sluoksni baltymams, kurie veikia kaip smegenu kontrole, o tai gali buti supainiotas Alzheimerio ligos pacientu smegenyse su zinomomis cukraus metabolizmo problemomis.
Vedantis mokslininkas Feng Yangas, Ramiojo vandenyno siaures vakaru nacionalines laboratorijos energetikos departamento analitinis biochemikas sake:

"Mes radome daugybe nauju baltymu, kurie suteikia izvalgu apie naujus lasteliu biologijos aspektus. Manome, kad O-GlcNAc koreguoja lasteliu procesus."

Be to, kai atrado simtus O-GlcNAc modifikuotu baltymu, komanda taip pat nustate, kad dauguma visu O-GlcNAc baltymu, priklausanciu iprastinei baltymu reguliavimo formai, kuri naudoja mazas fosfato molekules, kad ijungtu ir isjungtu baltymus , kuris rodo, kad abi reguliavimo sistemos yra tarpusavyje suderinamos.
Richardas D. Smithas, kuris vadovauja proteomikos grupei PNNL, pareiske:

"Sie rezultatai rodo, kad biologijos veikimo laipsnis yra sudetingas, del kurio mes daugiausia aklai veikeme".

Proteomikos tyrejai tyrineja proteoma (PRO-tee-ohm), t. Y. Lasteliu funkcijas, pagristas ju baltymu skaiciumi ir tipais darbe.

Smitas tese:

"Zmogaus genomo projekto metu mes paklauseme, kaip tokie keli genai gali sukelti organizmo ar netgi vienos lasteles sudetinguma, ir kaip gali buti, kad nezymus musu DNR skirtumai paaiskina ivairove, kuria mes matome visame pasaulyje? Aisku, kad proteomas yra atsakyk ".

Lasteles yra kontroliuojamos baltymu, kurie veikia kaip irankiai, irankiai ir dalykeliai. Mazu molekuliu prijungimas prie baltymu ar ju atskyrimas leidzia reguliavimo sistemoms lastelese ijungti ir isjungti baltymus, kaip jungiklis, kurio dazniausiai yra fosfatu prijungimas arba atskyrimas. Jau daugeli metu biologai zinojo, kad sie jungikliai gali sutrikdyti vezi ir kitas ligas, o vaistai, kurie veikia fosfato reguliavimo sistemos dalis, pabandyti istaisyti sias klaidas.
Mazdaug pries 20 metu mokslininkai atrado, kad O-GlcNAc taip pat gali veikti kaip jungiklis, ijungiant arba isjungiant baltymus. Jie atrado baltymus su pridedamu O-GlcNAc ir kitu baltymu, kurie susieja arba atskiriuoja cukru, kurie yra svarbios sistemos dalys. Taciau jie nepavyko rasti pakankamu O-GlcNAc baltymu, kad gautu issamu supratima apie si procesa.
Jie nustate, kad mazuose baltymuose buvo prideta O-GlcNAc, ir tie, kurie daznai prarado cukru, kol jie buvo apdorojami laboratorijoje. Tyrejai sprende dali problemos, pradedama nuo daugiau audiniu ar kultivuotu lasteliu. Taciau norint istirti siuos modifikacijas realiuoju gyvenimo scenarijumi, pavyzdziui, klinikiniais meginiais, jiems reikejo rasti cukru su nedideliu kiekiu pradines medziagos.
Noredami isspresti sias problemas, Smith, Yang, ju komanda PNNL, taip pat keturios moksliniu tyrimu istaigos bendradarbiavo, derindamos savo patirti O-GlcNAc sistemoje su priemonemis, sukurtais DOE Aplinkos molekuliniu mokslu laboratorijoje PNNL miesteliu. Pirmasis zingsnis buvo pagerinti baltymo is peciu smegenu audinio valyma, kad butu sustiprintas cukrinis diabetas, pridedamas prie baltymu, po kurio jie panaudojo naujas priemones, skirtas nustatyti retus baltymus mazuose meginiuose.
Jie taip pat ieskojo cukraus punktyriu baltymu peliu smegenu pavyzdziuose is inzineriniu gyvunu, kuriems buvo Alzhaimerio pele. Sios peles perprodukuoja tris pagrindinius baltymus, kurie atsiranda zmonems su Alzheimerio liga, iskaitant Tau baltymus, kurie gamina klasikines smegenu neuronu sanarius.
Komanda nusprende isbandyti, kaip gerai ju metodai nustate O-GlcNAc baltymus, ir pradejo naudoti audinius is sveiku ar serganciu peciu smegenu. Sveikasis audinys buvo 274 skirtingu baltymu, pazymetu O-GlcNAc. Taciau daugelis is siu baltymu turejo daugiau nei viena cukraus molekule, nes grupe atrado is viso 458 risamuju vietu tuose 274 baltymuose. Tai buvo tris kartus didesnis nei bet kurio ankstesnio tyrimo metu. Tai leido komandai rasti panasumu tarp 106 O-GlcNAc svetainiu, kurios jau buvo nustatytos kituose tyrimuose, taip pat ir likusiu 168 O-GlcNAc baltymu vietose, kurios turejo iki siol nebuvo nustatyta.
Komanda pastebejo, kad sie baltymai turejo ivairias funkcijas, iskaitant formavimasi lasteliu strukturos, nervu augimo ar kitu su nervais susijusiu funkciju, tokiu kaip mokymasis ir atmintis. Grupe suklasifikavo 168 naujai identifikuotus baltymus, remdamasi tuo, kas jiems atrode, ir pagal kokia funkcija jie mane, kad jie gali buti itraukti i tai, ty lasteliu signalizavima, reguliuojant genu ekspresija arba strukturuojant lasteles, pries tiriant baltymus, kuriuos jie rasta Alzheimerio ligos peli smegenys Jie atrado, kad serganciose peciu smegenyse yra apie trecdalis maziau O-GlcNAc zymetu baltymu, kurie palaiko ankstesnius tyrimus, kurie parode pazeista O-GlcNAc reguliavima Alzheimerio liga serganciu zmoniu smegenyse.
Idomu tai, kad mokslininkai atrado, kad daugiau kaip 98% O-GlcNAc baltymu taip pat turejo vietas, kuriose butu priimtinas fosfatas, o tai rodo, kad sie baltymai taip pat yra kontroliuojami pagal dazniausiai reguliuojama lasteliu fosfatu sistema.
Mokslininkai nustate, kad mazdaug ketvirtadalis O-GlcNAc vietu yra pakankamai arti fosfatu vietu, kad trukdytu pereiti, o tai rodo abipusi rysi tarp dvieju tipu reguliavimo. Nors fosfatas yra mazesnis nei O-GlcNAc ir turi stipru neigiama elektros kruvi, cukrus yra neutralus, taciau jis yra didesnis. Sios charakteristikos gali tureti skirtinga poveiki baltymu strukturai, be to, potencialiu biologiniu rezultatu diapazonas taip pat gali buti zymiai didesnis del perjungimo sistemu sudetingumo.
Nors dauguma baltymu, kurie yra zinomi kaip O-GlcNAc kontroles elementai, daugiausia gyvena lastelese, grupe taip pat nustate, kad O-GlcNAc uz sesiu baltymu kontrole turejo kontroliuoti 6 baltymai, priklausomai nuo to, kur ju O-GlcNAc vieta buvo esantis ant baltymu.
Siuo metu grupe planuoja isnagrineti abi reguliavimo sistemas, o Smithas daro isvada:

"Tai rodo, kiek baltymu modifikuoti. Jei mes suprantame biologines sistemas, turime suprasti skirtingu tipu modifikaciju saveika."

Parase Petra Rattue