Лучше понимание регулирования клетки может привести к новым методам лечения

Автор: | Октябрь 8, 2018

Ученые подозревают, что причина, почему мозговые нейроны становятся забитыми с запутанными белками при болезни Альцгеймера, происходит частично из-за дисфункций в малоизвестной регулирующей системе в клетках.В новом исследовании, изданном онлайн в Продолжениях этой недели Национальной академии наук Ранний Выпуск, исследователи заставили гигантское прыгнуть вперед в получении большего понимания этой определенной регулирующей системы у мышей.

Недавно полученное знание предоставит ученым лучшее понимание болезни Альцгеймера и других человеческих болезней и могло в конечном счете привести к развитию новых методов лечения.В их новом исследовании исследователи обнаружили вдвое больше новых белков; они, как находили, чтобы быть частью белкового регулирования, основывающегося на сахаре, известном как O-GlcNAc (oh-GLIK-nak).Система O-GlcNAc, как думают, добавляет другой слой контроля к белкам, действующим как контрольные группы мозга, которые могут быть перепутаны в мозгу пациентов Альцгеймера с известными проблемами в метаболизировании сахара.

Ведущий исследователь, Фэн Ян, аналитический биохимик Тихоокеанской Северо-западной Национальной Лаборатории Министерства энергетики сказал:«Мы нашли много новых белков, обеспечивающих понимание новых аспектов цитобиологии. Мы думаем, что O-GlcNAc точно настраивает клеточные процессы».Кроме обнаружения сотен белков, измененных O-GlcNAc, команда также установила, что большинство всех белков O-GlcNAc, принадлежавших наиболее распространенной форме белкового регулирования, использующего маленькие молекулы фосфата, чтобы включить белки и прочь, который указывает, что две регулирующих системы координируют друг с другом.Ричард Д. Смит, возглавляющий команду протеомики в PNNL, объявил:«Эти результаты показывают, что существует уровень сложности о том, как биология оперирует это, мы были в основном слепыми к».

Исследователи протеомики изучают протеом (ПРО Ом мишени), т.е. функции клетки на основе чисел и типов ее белков на работе.Смит продолжал:«Назад во время проекта генома человека, мы спросили, как мог так мало генов производить сложность организма или даже единственной клетки, и как мог незначительные изменения в нашей ДНК объяснять разнообразие, мы видим все вокруг нас? Ясно протеом является ответом».Клетками управляют белки, действующие как инструменты, механизмы и устройства.

Связывание или отделение маленьких молекул к белкам позволяют регулирующим системам в клетках включать белки и от подобного выключатель, наиболее распространенный из которых связывает с или отделяет фосфаты. В течение многих лет биологи знали, что эти выключатели могут работать со сбоями при раке и других болезнях и препаратах, влияющих на части в фосфате регулирующая системная попытка, восстанавливающая эти ошибки.

Приблизительно 20 лет назад исследователи обнаружили, что O-GlcNAc мог также работать как выключатель путем включения белков или прочь. Они обнаружили белки с O-GlcNAc приложенные и другие белки, связывающие или отделяющие сахар, все из которых являются жизненно важными частями системы.

Однако они не нашли, что достаточные белки O-GlcNAc получают полное понимание процесса.Они нашли, что немного белков имели O-GlcNAc, приложенный, и те, которые сделали часто терял сахар, будучи обработанным в лаборатории. Исследователи занялись частью проблемы начиная с большего количества ткани или культивируемых клеток. Однако, чтобы изучить эти модификации в реальных сценариях, таких как клинические образцы, они должны были найти сахар с небольшим количеством исходного материала.

Чтобы заняться этими проблемами, Смит, Ян, их команда в PNNL, а также четыре научно-исследовательских института сотрудничали путем объединения их экспертных знаний в системе O-GlcNAc с инструментами, разработанными в Экологической Молекулярной Научной Лаборатории САМКИ в кампусе PNNL. Первый шаг должен был улучшить подход очищения белка от мозговой ткани мыши, чтобы укрепить сахар, приложенный к белкам, после которых они использовали новые инструменты, чтобы идентифицировать редкие белки в небольших выборках.Они также искали усеянные сахаром белки в образцах мозга мыши от спроектированных животных, имевших версию мыши болезни Альцгеймера.

Эти мыши повышенно продуцируют три главных белка, происходящие у людей при болезни Альцгеймера, включая белки Tau, производящие классические путаницы в мозговых нейронах.Команда решила проверить, как хорошо их методы нашли белки O-GlcNAc и начали использовать ткань или от здоровых или от больных мозгов мыши. Здоровая ткань содержала 274 различных белка, отмеченные O-GlcNAc. Однако многие из этих белков имели больше чем одну сахарную молекулу, поскольку команда обнаружила в общей сложности 458 связывающих участков на тех 274 белках.

Это было три раза числом мест, чем какое-либо предыдущее исследование обнаружило, который позволил команде находить общие черты между 106 местами O-GlcNAc, уже идентифицированными в других исследованиях, но также и на оставлении 168 до сих пор не идентифицированными белковыми местами O-GlcNAc.Команда заметила, что эти белки имели различные функции, включая явление частью структуры клетки, в росте нерва или других связанных с нервом функциях, как изучение и память. Команда классифицировала 168 недавно идентифицированных белков на основе того, на что они были похожи и тем, какая функция они думали, что будут, вероятно, вовлечены в, т.е. сигнализация клетки, регулирование экспрессии гена или структурирование клеток, прежде, чем исследовать белки, они нашли в Альцгеймере больные мозги мыши. Они обнаружили, что больные мозги мыши содержали приблизительно одну треть меньше O-GlcNAc-marked белков, который поддерживает более ранние исследования, указавшие поврежденное регулирование O-GlcNAc в мозгах людей с Альцгеймером.

Интересно, исследователи обнаружили, что более чем 98% белков O-GlcNAc также имели места, которые примут фосфат, указывающий, что этими белками также управляют наиболее распространенная регулирующая система в клетках, система фосфата.Исследователи нашли, что приблизительно одна четверть мест O-GlcNAc была в достаточно непосредственной близости от мест фосфата, чтобы вмешаться в выключатель, указывающий поперечную связь между двумя типами регулирования. Пока фосфат меньше, чем O-GlcNAc и имеет сильное отрицательное электрическое обвинение, сахар нейтрален еще более большой. Эти особенности могли иметь различное влияние на структуру белка, и кроме того, диапазон потенциальных биологических результатов мог также произойти значительно выше из-за сложности обеих систем переключения.

Пока большинство белков, которые, как известно, находятся под контролем O-GlcNAc, главным образом живым в клетках, команда также, обнаружило, что шестью белками должен был управлять O-GlcNAc вне клетки, в зависимости от того, где их место O-GlcNAc было расположено на белке.Команда в настоящее время планирует исследовать и регулирующие системы и Смита, завершает:«Это разоблачающе, чтобы видеть, сколько белков изменено.

Если мы собираемся понять биологические системы, мы должны понять взаимодействие различных типов модификаций».


Лучше понимание регулирования клетки может привести к новым методам лечения: 9 комментариев

  1. Blackray

    pfake короче, а дальше ту ссыль вбей) Мы созвонились с директором издательства ≈#171;Просвита≈#187;, который опроверг факт публикации данной книги. Фамилия автора в издательстве неизвестна. Не знают о нем и киевские историки.

  2. Берков Феликс

    А теперь вещают, что нашли якобы живых свидетелей, видевших как год назад украинские штурмовики сбили малазийский Боинг. И дядя профессоркого вида уже насчитал даже три таких штурмовика СУ-27.

Добавить комментарий