Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Nowo odkryte białka kotwiczące kompleksu TSC chronią przed nieprawidłową migracją komórek i nadpobudliwością neuronów
Nowo odkryte białka kotwiczące kompleksu TSC chronią przed nieprawidłową migracją komórek i

Białka G3BP (ang. Ras GTPase-activating protein-binding protein) znane są głównie ze swojej roli w odpowiedzi komórek na czynniki stresowe. Ich rola w komórkach niepoddanych stresowi dotychczas pozostawała nieznana. Najnowsze badania, opublikowane w renomowanym czasopiśmie "Cell", wykazują, że w warunkach braku stresu komórkowego białka G3BP zakotwiczają kompleks białkowy TSC na powierzchni organelli komórkowych zwanych lizosomami i w ten sposób hamują MTOR (ssaczy cel rapamycyny), białko będące głównym regulatorem metabolizmu komórek, które odgrywa centralną rolę w stwardnieniu guzowatym i jego leczeniu.

 

Odkrycia tego dokonały współpracujące ze sobą grupy badawcze z Austrii, Niemiec, Holandii, Belgii, Wielkiej Brytanii, Norwegii i Polski. Pracami tego nieformalnego konsorcjum kierowały Kathrin Thedieck z Uniwersytetu w Innsbrucku i Christiane Opit z z Niemieckiego Centrum Badań nad Rakiem w Heidelbergu, które były pomysłodawczyniami badań. Wśród autorów odkrycia są naukowcy z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej (MIBMiK) w Warszawie.

Białko MTOR stanowi komórkowy detektor składników odżywczych komórki, takich jak aminokwasy i cukry oraz sygnałów zewnątrzkomórkowych, takich jak czynniki troficzne czy neuroprzekaźniki. Kiedy komórka dysponuje wystarczającym zapasem składników odżywczych, MTOR, w odpowiedzi na bodźce zewnątrzkomórkowe, pobudza metabolizm i zapewnia wystarczającą ilość energii i składników budulcowych dla wzrostu i funkcji wszystkich komórek w ludzkim ciele. Nie dziwi więc, że nieprawidłowości w aktywacji MTOR prowadzą do poważnych chorób, z których wiele ma objawy neurologiczne. Nadmierna aktywność MTOR w mózgu powoduje wady anatomiczne, jak również zmiany w aktywności komórek mózgowych, które ostatecznie często prowadzą do padaczki, a w niektórych przypadkach – również do problemów neuropsychiatrycznych.

Aby zapobiec błędom w przetwarzaniu sygnałów przez MTOR, komórka bardzo precyzyjnie kontroluje jego aktywność. Osiąga się to poprzez tzw. supresory – białka, które hamują MTOR i pomagają regulować jego aktywność. Wspomniany powyżej kompleks TSC jest właśnie takim supresorem. Jego nazwa pochodzi od "stwardnienia guzowatego" (ang. Tuberous Sclerosis Complex, TSC) – choroby, która jest spowodowana jego brakiem. Podobnie jak MTOR, kompleks TSC lokalizuje się na powierzchni małych przedziałów komórkowych, zwanych lizosomami, gdzie utrzymuje aktywność MTOR w ryzach. Jeśli kompleks TSC nie mógłby z jakiegoś powodu znaleźć się we właściwym momencie na powierzchni lizosomu, mogłoby to prowadzić do nadmiernej aktywności MTOR, co miałoby poważne konsekwencje dla zdrowia człowieka.

Białka G3BP: molekularne kotwice TSC w lizosomach, które regulują aktywność mózgu

Zespoły koordynowane przez Kathrin Thedieck i Christiane Opitz zbadały, w jaki sposób kompleks TSC wiąże się z lizosomami. Odkryto, że białka G3BP lokalizują się do lizosomów razem z kompleksem TSC. Tam białka G3BP tworzą kotwicę, umożliwiającą związanie kompleksu TSC z lizosomami, która odgrywa kluczową rolę, m.in. w przypadku raka piersi. Jeśli ilość G3BP zmniejsza się, w hodowlach komórek nowotworowych zwiększa się nie tylko aktywność MTOR, ale także ruchliwość komórek, co może odpowiadać za ich większą "agresywność". Białka G3BP jednak hamują również MTOR w mózgu.

Dwie grupy, kierowane przez Petera de Witte z Leuven i Jacka Jaworskiego z MIBMiK, połączyły siły, aby przeanalizować rolę G3BP w mózgu, wykorzystując do tego celu danio pręgowanego – rybę będącą ważnym modelem zwierzęcym w badaniach farmaceutycznych. W rezultacie badacze, wśród których znalazły się również Justyna Zmorzyńska i Magdalena Kędra z Laboratorium Neurobiologii Molekularnej i Komórkowej (MIBMiK), wykazali, że utrata G3BP prowadzi do zaburzeń w rozwoju mózgu, nadaktywności neuronów i zaburzeń behawioralnych przypominających padaczkę u ludzi. Zauważono również, że związki, które hamują MTOR, tłumią również nadaktywność neuronów pozbawionych G3BP. Powyższe odkrycia, z dużą dozą prawdopodobieństwa pozwalają sądzić naukowcom, że pacjenci z zaburzeniami neurologicznymi, w których białka G3BP są wadliwe, mogą odnieść istotne korzyści z zastosowania inhibitorów MTOR.

KOMENTARZE
Newsletter