Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Złomowisko czy magazyn?

Recommended Posts

Badacze z Uniwersytetu Rockefellera donoszą o nieznanym dotąd mechanizmie ułatwiającym szybki rozwój zarodka. O swoim odkryciu poinformowali na łąmach czasopisma Journal of Cell Biology.

Niemal wszystkie procesy zachodzące w komórce są sterowane za pośrednictwem instrukcji zawartych w genomie. Zapisana w DNA informacja jest "przepisywana" na odpowiednią sekwencję zapisaną w mRNA, a następnie instrukcja zapisana w mRNA jest odczytywana i na jej podstawie dochodzi do syntezy białka. Czasami jednak komórka wytwarza mRNA, ale z różnych względów nie jest ono wykorzystywane. Zostaje wóczas specjalnie oznakowane i trafia do tzw. ciałek P, gdzie dochodzi do jego rozkładu. Badacze z Uniwersytetu Rockefellera odkryli jednak zachodzące w jajach robaków nietypowe zjawisko, dzięki któremu nadmiar mRNA trafia do ciałek P, lecz zostaje zachowane na potrzeby dalszego rozwoju komórki.

Sekretem nietypowych właściwości komórek dojrzewającego jaja jest brak enzymu zwanego Pat1, odpowiedzialnego za rozkład mRNA. Wiele wskazuje na to, że rolą tych specyficznych ciałek P jest więc magazynowanie mRNA kodującego informacje o białkach potrzebnych na dalszych etapach rozwoju. Kiedy nadchodzi odpowiedni moment, ciałka P uwalniają swoją zawartość, umożliwiając w ten sposób szybką syntezę potrzebnych w danej chwili protein. Pozwala to na uniknięcie  "oczekiwania" na wyprodukowanie dostatecznej ilości mRNA, dzięki czemu rozwój jaja zachodzi sprawniej.

Co ciekawe, badacze zaobserwowali przynajmniej cztery typy ciałek P wyróżniające się obecnością charakterystycznych enzymów. Ponieważ każdy rodzaj tych struktur pojawia się w komórkach na ściśle okreslonym etapie rozwoju, kontrolują one najprawdopodobniej różne procesy. Sugeruje to, że cały system "magazynów mRNA" odgrywa istotną rolę regulacyjną w procesie dojrzewania młodego osobnika.

Choć badania przeprowadzono organizmie na odległym ewolucyjnie od człowieka, ich wynik może się okazać istotny także dla nas. Warto bowiem wiedzieć, że ciałka P są obecne także w ludzkich komórkach, co może sugerować, że także w naszych organizmach odgrywają one rolę bardziej złożoną, niż tylko usuwanie nadmiaru mRNA. Dokładne rozszyfrowanie tej zagadki mogłoby pomóc w zrozumieniu genetycznych podstaw wczesnych etapów rozwoju człowieka oraz rozwoju niektórych chorób związanych z zaburzeniami tych niezwykle istotnych procesów.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zaburzenie rytmu dobowego może prowadzić do problemów ze snem, zwiększa też ryzyko wystąpienia różnych chorób, w tym nowotworów. Pracę zegara biologicznego reguluje zestaw genów, a ich działanie można śledzić, ustalając stężenie matrycowego RNA (mRNA). Dotąd śledzenie ekspresji tych genów było dość trudne, ale dzięki wygodnej, rzetelnej i nieinwazyjnej metodzie japońskich naukowców wszystko powinno się zmienić. Wystarczy kilka włosów z głowy bądź z brody.
      Makoto Akashi z Yamaguchi University i inni odkryli, że odpowiednia ilość materiału, czyli komórek mieszków, znajduje się w 5 włosach z głowy i 3 z brody. Zespół przetestował technikę na pracownikach zmianowych, którzy na przestrzeni 3 tygodni co 7 dni rozpoczynali tygodniową zmianę nocną bądź dzienną. Okazało się, że choć w każdym tygodniu wzorce snu przesuwały się mniej więcej o 7 godzin, zegar biologiczny cofał się lub przyspieszał co najwyżej o 2 godziny.
      Jako że rezultaty są obiecujące, wszystko wskazuje na to, iż w przyszłości zgodność prowadzonego trybu życia z własnym zegarem biologicznym będziemy oceniać, oddając do laboratorium pukiel włosów...
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Komórki macierzyste mają być przełomem w medycynie, ale na razie problemem jest ich wytwarzanie. Istnieją sposoby na przemianę zwykłych komórek w macierzyste, ale modyfikowanie ich przy pomocy DNA stwarza ryzyko nowotworów. Być może lepsze okaże się RNA.
      Komórki macierzyste to komórki niedorosłe, które mogą potencjalnie przekształcić się w dowolny rodzaj tkanki. Opanowanie tego procesu pozwoliłoby na leczenie takich chorób jak alzheimer, cukrzyca, choroba Parkinsona, może nawet na regenerację uszkodzonych nerwów. Niestety, trudno znaleźć naturalne komórki macierzyste w wystarczających ilościach.
      Ok kilku lat znana jest metoda pozwalająca na przekształcenie dorosłych komórek skóry w komórki macierzyste. Dokonuje się tego poprzez wstrzykiwanie do wnętrza komórki odpowiednich genów, nośnikami fragmentów DNA, które nadpisuje genom komórki, są wirusy. Proces przeprogramowania oparty na DNA jest jednak ryzykowny, nieudany może grozić uszkodzeniem zapisu genetycznego i przemianę komórki w nowotworową.
      Istnieją też inne metody, naukowcy z Uniwersytetu Kyoto dokonali reprogramowania komórki przy pomocy jedynie czterech genów, udało się też z sukcesem przekształcić komórkę dostarczając bezpośrednio do jej wnętrza zamiast genów - gotowe białka. Wszystkie te technologie wymagają jednak długiego czasu i większych nakładów. Są zbyt drogie i zbyt mało wydajne, dlatego powszechnie wykorzystuje się wciąż reprogramowanie przy pomocy DNA.
      Potencjalnie istnieje inny sposób, pożądane geny można wstrzykiwać przy pomocy RNA. Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology: Mehmet Fatih Yanik i Matthew Angel spróbowali wykorzystać messenger RNA (mRNA, RNA matrycowe) - cząstki, które przenoszą fragmenty DNA z informacjami wewnątrz komórki. Metoda ta napotkała jednak na poważną przeszkodę: wewnątrzkomórkowy system immunologiczny, który broni komórki przed infekcją wirusową. Obce fragmenty RNA są przez niego usuwane, jeśli zaś pojawia się ich zbyt wiele, komórka ulega apoptozie (śmierci samobójczej), aby uniknąć rozprzestrzeniania się infekcji.
      Yanik i Angel znaleźli na to sposób. Wiedząc, że niektóre wirusy potrafią omijać system obronny komórki, podpatrzyli i wykorzystali mechanizm, którym posługują się wirusy zapalenia wątroby typu C. Dzięki wstrzyknięciu małego interferującego RNA (siRNA) dało im się zablokować odpowiedź immunologiczną komórki i można było na dalszym etapie wprowadzić mRNA przekształcające komórkę z dorosłej w macierzystą. Tym samym Naukowcy MIT są pierwszymi, którym udało się dostarczenie odpowiednich genów przy pomocy mRNA.
      Technika ta jest bardzo obiecująca, ale przez badaczami jeszcze wiele pracy. Nie mogą na razie oficjalnie stwierdzić, że udało im się nową metodą przekształcić komórkę z dorosłej w macierzystą. Aby dowieść sukcesu, muszą skutecznie wyhodować w laboratorium większą ilość komórek i utrzymać je przez dłuższy czas. Jeśli technika ma mieć szanse na komercyjne zastosowanie, muszą jeszcze potwierdzić zdolność przekształcania się tak stworzonych komórek macierzystych w wybrane, konkretne tkanki.
      Świat medyczny jednak bez wątpienia czekać będzie z niecierpliwością na wyniki dalszych prac Yanika i Angela.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu w Nottingham odkryli, jak działa pierwszy pozyskiwany z dziko rosnących pasożytniczych grzybów lek przeciwnowotworowy. Rzadki kordyceps chiński (Cordyceps sinensis), zwany też maczużnikiem chińskim, pochodzi z Tybetu i atakuje gąsienice pewnego gatunku motyla. Brytyjczycy mają nadzieję, że dzięki ich badaniom lek stanie się skuteczniejszy i będzie użyteczny w leczeniu większej liczby nowotworów.
      Kordycepina jest powszechnie wykorzystywana w medycynie chińskiej. Naukowcy interesują się jej właściwościami już od ponad 50 lat. Pierwsza praca na ten temat ukazała się w 1950 r. Niestety, choć lek wydawał się obiecujący, był szybko rozkładany w organizmie. By temu przeciwdziałać, podawano go w połączeniu z inną substancją, lecz ta z kolei powodowała skutki uboczne. Naukowcy zaczęli więc szukać zastępników dla drugiej połowy tandemu i zainteresowali się mechanizmem działania samej kordycepiny.
      Nasze odkrycia pozwolą wytypować szereg różnych nowotworów, które można by leczyć kordycepiną. Będzie można przewidzieć, czy będą wrażliwe na tę substancję i stwierdzić, z jakimi lekami przeciwnowotworowymi warto ją sparować – tłumaczy dr Cornelia de Moor.
      Badacze z Nottingham opracowali metodę pozwalającą ocenić skuteczność nowych receptur kordycepiny i jej połączeń z innymi lekami. To spora korzyść, która pozwala wykluczyć nieprzydatnych kandydatów jeszcze przed testami na zwierzętach.
      Podczas eksperymentów Brytyjczycy zaobserwowali, że niskie dawki kordycepiny hamują niekontrolowany wzrost i podział komórek, a wysokie ograniczają ich gromadzenie się w jednym miejscu i również wzrost. Oba zjawiska bazują najprawdopodobniej na tym samym mechanizmie, ponieważ kordycepina oddziałuje na produkcję białek w komórce. Niskie jej dozy zaburzają powstawanie matrycowego RNA (mRNA), które zawiera informację genetyczną o sekwencji poszczególnych polipeptydów. Wysokie dawki oddziałują bardziej bezpośrednio na proces powstawania białek.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Komórka zainfekowana przez wirusa wydaje się z pozoru niemal całkowicie bezbronna, zdana co najwyżej na pomoc ze strony układu odpornościowego. Okazuje się jednak, że w czasie zagrożenia maszyneria odpowiedzialna za syntezę białek przechodzi specyficzną zmianę, która nie tylko chroni powstające proteiny przed uszkodzeniem, lecz także może utrudnić dalszą ekspansję wirusa (Nature).
      Zespół prof. Tao Pana z University of Chicago odkrył to zjawisko podczas badania tzw. misacylacji, czyli naturalnie pojawiających się błędów podczas syntezy protein. Dochodzi do nich, gdy cząsteczka tRNA, odpowiedzialna za przyłączanie reszty aminokwasowej do powstającej cząsteczki białka, nieprawidłowo rozpoznaje instrukcję zapisaną w informacyjnym RNA i przyłącza się w miejscu, w którym powinien pojawić się inny rodzaj tRNA, odpowiedzialny za transport innego aminokwasu i tym samym przypisany do innej sekwencji informacyjnego RNA.
      Dotychczas uważano, że do misacylacji dochodzi średnio raz na 10 tysięcy reakcji przyłączenia nowej grupy aminokwasowej. Dzięki wykorzystaniu nowych metod badawczych zespół prof. Pana wykazał jednak, że podczas wstawiania jednego z aminokwasów, metioniny, do błędu dochodzi nadspodziewanie często. Szacuje się, że aż jedna na sto reszt metioninowych znajduje się nie tam, gdzie powinna.
      Jak wykazano podczas dalszych analiz, narażenie komórek na stres związany np. z działaniem wolnych rodników tlenowych lub infekcji wirusowej dodatkowo zwiększa częstotliwość misacylacji metioniny aż o 1000%. Łącznie oznacza to 1000-krotne przekroczenie "podręcznikowej" częstotliwości błędów popełnianych podczas syntezy białek. Wszystko wskazuje jednak na to, że nie jest to ewolucyjna pomyłka, tylko forma dostosowania się do niekorzystnych warunków.
      Reszty metioninowe pełnią w wielu białkach kluczową rolę. Dzięki obecności atomów siarki działają one niczym żywa tarcza, przyjmując na siebie uszkodzenia związane z działaniem wolnych rodników. Następnie, dzięki wyspecjalizowanym enzymom, dochodzi do przywrócenia ich prawidłowej formy i regeneracji cząsteczki białka. Wygląda więc na to, że opisywane "pomyłki" zapewniają każdej cząsteczce białka unikalną lokalizację reszt metioninowych, dzięki czemu zwiększa się prawdopodobieństwo, że przynajmniej część ogólnej puli proteiny zachowa swoją funkcję.
      Zaobserwowane zjawisko odgrywa prawdopodobnie także inną rolę. Podczas infekcji wirusowej wytwarzanie białek o nietypowo zlokalizowanych resztach metioninowych prowadzi do spadku ich wydajności. Opóźnia to ekspansję wirusa i ułatwia jego eliminację.
      Według podręczników brzmi to chaotycznie i niezbyt sensownie, lecz w ten sposób komórki zawsze zapewniają sobie, że część białek jest mniej wrażliwa na dodatkowe ataki - podsumowuje prof. Pan. Jak zaznacza, różnorodności tej nie udałoby się osiągnąć, gdyby mechanizmy syntezy protein działały bez pomyłek.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...