Ο ομόλογος του ανθρώπου στο C. elegans ανοίγει νέο παράθυρο σε ασθένειες όπως το ALS και το Αλτσχάιμερ – ScienceDaily

Σε νέα έρευνα με κριτές που δημοσιεύθηκε στις 3 Νοεμβρίουrd2022 Επικοινωνίες για τη φύση, Δρ Έμιλυ Σπόλντινγκ. και Dustin Updike, Ph.D. αποκαλύπτουν ένα ομόλογο μιας πολύ γνωστής ανθρώπινης πρωτεΐνης, της νουκλεολίνης, στο μικρό, διαφανές στρογγυλό σκουλήκι, C. elegans.

Η νουκλεολίνη έχει εμπλακεί σε ανθρώπινες νευροεκφυλιστικές ασθένειες και καρκίνο. Αλλά η νέα ανακάλυψη αμφισβητεί τις πρόσφατες θεωρίες σχετικά με τον ρόλο που μπορεί να διαδραματίσουν οι δομές μέσα στον πυρήνα σε τέτοιες διαταραχές – και δείχνει ένα ισχυρό νέο εργαλείο για τη μελέτη της λειτουργίας της νουκλεολίνης και του τρόπου με τον οποίο συμβάλλει στην εμφάνιση ασθενειών.

«Η νουκλεολίνη είναι μια πολυλειτουργική πρωτεΐνη που διατηρείται σε πολλά ζώα, φυτά και μύκητες, αλλά προηγουμένως πιστευόταν ότι απουσιάζει στους νηματώδεις», δήλωσε ο Spaulding, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο εργαστήριο Updike στο Mount Desert Island Biological Laboratory. «Συνδέεται επίσης με την οικογενή ALS και τη νόσο του Αλτσχάιμερ και η συνολική πυρηνική δυσλειτουργία σχετίζεται με νευροεκφυλισμό».

Η ταυτοποίησή τους με το ομόλογο νουκλεολίνης (που ονομάζεται NUCL-1) καθιέρωσε το C. elegans ως μια νέα πλατφόρμα για την ανακάλυψη των νευρωνικών λειτουργιών της νουκλεολίνης και της γενετικής του σχετικού νευροεκφυλισμού της.

Η νουκλεολίνη βρίσκεται κυρίως στον πυρήνα, το εργοστάσιο μέσα στον πυρήνα του κυττάρου όπου συναρμολογούνται τα ριβοσώματα. Σε αντίθεση με πολλά άλλα οργανίδια που συνδέονται με τη μεμβράνη μέσα στα κύτταρα, ο πυρήνας συμπεριφέρεται σαν ένα μεγάλο σταγονίδιο υγρού, που ονομάζεται επίσης συμπύκνωμα.

Τα συμπυκνώματα σχηματίζονται με διαχωρισμό φάσης υγρού σε υγρό. Μερικοί φαντάζονται τον σχηματισμό κηλίδων διαφορετικής πυκνότητας σε μια λάμπα λάβας, αλλά πώς ακριβώς επιτυγχάνεται αυτό στα ζωντανά κύτταρα δεν είναι ξεκάθαρο. Η εργασία των Spaulding και Updike δείχνει ότι το NUCL-1 απαιτείται για τον διαχωρισμό φάσεων στον πυρήνα του C. elegans.

Παραδόξως, σπάζοντας τον διαχωρισμό φάσης στη βλαστική σειρά δεν υπάρχει καμία επίδραση στην υγεία ή τη γονιμότητα

Επειδή ο στρογγυλός σκώληκας είναι μοναδικά κατάλληλος για in vivo μικροσκοπία, η οποία επιτρέπει τη στενή παρατήρηση ενδογενών πρωτεϊνών σε ζωντανά ζώα, τα ευρήματα θα μπορούσαν να αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες σκέφτονται για τον χαρακτηρισμό συμπυκνωμάτων όπως ο πυρήνας.

“° C. elegans«Η διαφάνεια μας επιτρέπει να κάνουμε απεικόνιση υπερ-ανάλυσης, η οποία μας επιτρέπει να βλέπουμε την πυρηνική υποδομή σε ένα ζωντανό ζώο», λέει ο Spaulding. «Δεν έχω δει ποτέ πουθενά αλλού τέτοιες εικόνες».

Ο Spaulding παρομοιάζει τον πυρήνα με ένα Tootsie Pop. «Υπάρχουν στρώματα από μέσα προς τα έξω», λέει. “Ορισμένες πρωτεΐνες εντοπίζονται στο εσωτερικό στρώμα και μερικές πρωτεΐνες στο πιο εξωτερικό στρώμα. Και καθένα από αυτά τα στρώματα πιστεύεται ότι αντιπροσωπεύει ένα βήμα στη βιογένεση του ριβοσώματος.”

Η βιολογική σημασία της υποδομής του συμπυκνώματος εξακολουθεί να αμφισβητείται. Πρόσφατα επιχειρήματα υποστηρίζουν ότι η ακριβής, πολυστρωματική χωρική οργάνωση του πυρήνα είναι απαραίτητη για την παραγωγή ριβοσώματος. Αλλά οι επιστήμονες του MDIBL παρατήρησαν ότι κατά την αφαίρεση ενός βασικού πρωτεϊνικού τομέα του NUCL-1 στο διαγονιδιακό C. elegans διαταραγμένη πυρηνική αρχιτεκτονική στα αναπαραγωγικά κύτταρα, τα μεταλλαγμένα σκουλήκια εξακολουθούν να αναπτύσσονται φυσιολογικά και να παράγουν φυσιολογικούς απογόνους.

«Παρατηρήσαμε ότι ο πυρήνας έχασε την όμορφη υποδομή του όταν αφαιρέσαμε τον τομέα, αλλά τα σκουλήκια ήταν τέλεια», λέει. «Αυτό ήταν μια έκπληξη και υποδηλώνει ότι ίσως αυτή η ακριβής οργάνωση σε στρώματα δεν είναι τόσο σημαντική όσο πιστεύαμε για την πυρηνική λειτουργία. Και αυτό μπορεί να είναι σημαντικό για την κατανόηση του ALS ή της νόσου του Αλτσχάιμερ, όπου ο εκτεταμένος εξασθενημένος διαχωρισμός φάσεων θεωρείται ότι συμβάλλει στην ασθένεια».

«Αυτό θα είναι κάτι που θα επηρεάσει πραγματικά το πεδίο του διαχωρισμού φάσεων, επειδή πολλά από τα συμπεράσματα που εξάγονται μπορεί να είναι λανθασμένα», λέει ο Updike. «Τα αποτελέσματα θα πρέπει να είναι ευρέως διαδεδομένου ενδιαφέροντος και θα πυροδοτήσουν νέους δρόμους έρευνας στους τομείς του διαχωρισμού φάσεων, της πυρηνικής δομής και λειτουργίας και των ανθρώπινων ασθενειών που σχετίζονται με τη νουκλεολίνη».

Πηγή ιστορίας:

Υλικά που παρέχονται από Βιολογικό Εργαστήριο MDI. Σημείωση: Το περιεχόμενο μπορεί να επεξεργαστεί για στυλ και μήκος.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *