Ostatnio scharakteryzowano uzupełniający system, który usuwa uszkodzone białka, a nawet organelle, na zewnątrz komórki poprzez duże pęcherzyki zwane egzoferami (ang. exophers). Mechanizm ten został opisany jedynie dla komórek neuronalnych organizmu modelowego Caenorhabditis elegans oraz komórek serca myszy i może stanowić ważny, ale wciąż słabo zbadany, system zarządzania odpadami metabolicznymi. – Postawiliśmy hipotezę, że formowanie tak dużych pęcherzyków w celu usunięcia tylko niepożądanych składników komórkowych może nie być ich podstawową funkcją – mówi dr hab. Wojciech Pokrzywa, jeden z liderów prac badawczych.

Rzeczywiście naukowcy z IIMCB, wraz ze współpracownikami z Instytutu IMol i IBB PAN, odkryli, że komórki mięśniowe robaków również mogą produkować egzofory. Co zaskakujące, naukowcy zauważyli, że rozwój embrionów w macicy wyzwala tworzenie się egzofer (egzofereza) w tkance mięśniowej. Pęcherzyki transportują syntetyzowane przez mięśnie białka żółtka i ostatecznie dostarczają je do nowo powstałych oocytów. W konsekwencji potomstwo matek z dużą liczbą egzofer pochodzących z mięśni rosło szybciej. – Wykorzystanie najbardziej obfitej tkanki, jaką są mięśnie, do wspierania odżywiania kolejnego pokolenia poprzez egzofery jest przykładem sprytnej strategii reprodukcyjnej – wyjaśnia dr Michał Turek, kolejny z liderów prac badawczych, wcześniej postdoc w grupie kierowanej przez prof. Agnieszkę Chacińską, a obecnie kierownik grupy w IBB.

Podsumowując, badania te dowodzą, że obszerne egzofery mięśniowe maja nową rolę w reprodukcji, która wykracza daleko poza wydalanie toksycznych białek. – Proces ten reprezentuje transgeneracyjny system metaboliczny/zarządzania zasobami, który wspiera embriony w macicy, dostarczając im środków przystosowawczych do warunków środowiskowych. Ponadto, badania te otwierają nowe horyzonty w badaniach nad egzoferami – słabo poznaną klasą pęcherzyków wydzielniczych – dodaje prof. Agnieszka Chacińska, dyrektor instytutu IMol oraz kierownik grupy naukowej na Uniwersytecie Warszawskim. – Co ciekawe, białka żółtkowe mogą być syntetyzowane w mięśniach kręgowców. Spekulujmy więc, iż rola egzoferezy mięśniowej we wspomaganiu rozwoju potomstwa jest ewolucyjnie zachowana – spekulują Michał Turek i Wojciech Pokrzywa.

Rys. Schematyczne przedstawienie wyników badań. Mięśnie mogą wydalać zawartość komórkową przez duże egzofery. Tworzenie egzofer jest specyficzne dla płci i zależne od płodności. Egzofereza mięśniowa jest procesem regulowanym przez rozwijające się embriony w macicy. Niedostateczna ilość pokarmu dla embrionów indukuje egzoferezę. Egzofery pełnią rolę transporterów dla wytworzonych przez mięśnie białek żółtkowych, które są wykorzystane do odżywiania następnego pokolenia. Autor: W. Pokrzywa. Praca z wykorzystaniem platformy Biorender. 

Przełomowe badania są tematem okładki sierpniowego wydania „EMBO reports” oraz sekcji News & Views: