Протеинът, който контролира клетъчния растеж при дрождите. Тъй като хората и дрождите имат изненадващо сравними клетъчни механизми, идентифицирането на разликите ще предостави на разработчиците на лекарства нови цели.
Дрождите са навсякъде, включително в и около телата ни, подобно на бактериите. И подобно на бактериите, дрождите могат да ви заразят и да ви разболеят. Всяка година около 150 милиона души се заразяват с дрожди, а около 1,7 милиона души умират от тях, предимно имунокомпрометирани лица.
Клетките на дрождите и клетките на човешката имунна система използват забележително сходни химични реакции, за да изберат кога да растат. Изследователи от Университета на Аризона са открили незначителни разлики между двата типа клетки, които могат да подпомогнат създаването на противогъбични лекарства, които могат да се насочат към причиняващите заболявания дрожди в организма, като същевременно предпазват имунната система.
Изследването им, публикувано в списание eLife, не само има значение за разработването на лекарства, но и хвърля светлина върху това как един древен път за контрол на растежа, който присъства във всички многоклетъчни организми, е еволюирал във времето.
Научният свят е наясно, че белтъчен комплекс, известен като TORC1 - съкращение от Target of Rapamycin Kinase Complex 1 - регулира клетъчния растеж при всички видове - от хората до дрождите. Протеинът, който инициира този процес при дрождите, обаче наскоро е идентифициран и получи името Ait1. Той е сензор за хранителни вещества и регулатор на TORC1. Когато функционира правилно, Ait1 изключва TORC1 в клетките на дрождите при липса на хранителни вещества, потискайки клетъчния растеж.
"Ait1 е нещо като ръка, която държи TORC1 на място, с пръст, който се протяга отгоре и включва и изключва TORC1 в зависимост от това колко хранителни вещества има клетката", обяснява съавторът на изследването Андрю Капалди (Andrew Capaldi), доцент в катедрата по молекулярна и клетъчна биология на Университета в Аризона и член на Института BIO5.
Лабораторията на Капалди се интересува от това как клетките усещат стреса и глада и след това решават колко бързо да растат. Разбирането на начина, по който TORC1 се задейства в различните организми, е важно за разработването на лечения за най-различни заболявания.
Дрожди с червен флуоресцентен протеин, маркиращ вакуолата - отделението за съхранение на хранителни вещества в клетката - и зелен флуоресцентен протеин, маркиращ агрегатите на TORC1, които се образуват в клетки, в които липсва Ait1. Кредит: Andrew Capaldi et al.
Първоначално TORC1 е открит при дрожди, но той е от решаващо значение и за активирането на клетките на човешката имунна система, така че да реагират. Когато TORC1 не работи както трябва, това може да предизвика развитието на рак, диабет и различни неврологични разстройства, включително епилепсия и депресия.
"Ако TORC1 е твърде активен, това може да доведе до появата на рак или епилепсия. Ако е недостатъчно активен, може да предизвика депресия", посочва Капалди. "Наричаме това регулиране "Goldilocks"."
Но фактът, че човешките тела зависят от същия път на TORC1 като този на дрождите, представлява проблем.
Капалди отбелязва, че ако учените разработят лекарства, които потискат растежа на причиняващите болести дрожди чрез контролиране на TORC1, "ще имаме големи проблеми, тъй като TORC1 контролира и растежа на човешките имунни клетки и др."
"Като пример, може да се блокира растежът на дрождите много лесно с помощта на рапамицин - лекарство, което се свързва директно с TORC1 и го инхибира - така че това би се справило добре с всяка инфекция", коментира Капалди. "Същото това лекарство обаче редовно се използва при пациенти с трансплантации за потискане на имунната им система, така че това би било катастрофа."
Изследователите установяват, че макар пътят на TORC1 да е много сходен при дрождите и хората, хората не разчитат на Ait1 за регулиране на TORC1. Така че лекарствата, които са специално насочени към Ait1, би трябвало да потискат растежа на дрождите, а не на човешките имунни клетки.
Ait1 е еволюирал едва през последните 200 милиона години, което е сравнително скоро в еволюционно отношение. Преди около 200 милиона години регулатор на TORC1, наречен Rheb, изглежда е изчезнал от клетките на различни организми точно когато Ait1 е еволюирал.
"Показахме, че някои от древните TORC1 регулатори, открити при хората (включително Rheb), са били загубени в същите дрожди, които са придобили Ait1 преди 200 милиона години", обяснява Капалди. "Същите тези древни регулатори са били загубени и в еволюцията на други едноклетъчни организми, включително много паразити и растения. Така че е много вероятно други едноклетъчни организми да са се сдобили със свои собствени нови регулатори - подобни на Ait1. Сега хората могат да ги потърсят, тъй като те също ще бъдат добри цели за лекарства."
Справка: “Ait1 regulates TORC1 signaling and localization in budding yeast” by Ryan L. Wallace, Eric Lu, Xiangxia Luo and Andrew P. Capaldi, 1 September 2022, eLife.
DOI: 10.7554/eLife.68773
Източник: Newly Discovered Protein Could Help Save Lives
University Of Arizona
Още по темата
Медицина
Оцелелите от "черната смърт" са имали гени, устойчиви на чума, повишаващи риска от автоимунно заболяване при потомците им
Медицина
COVID-19 създава условия за появата на инвазивни „супергъбички“ в Бразилия
Животът
Потенциално смъртоносни „черни гъбички“ се появяват при пациенти с COVID-19 в Индия
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари