Jak tworzenie się skupisk białek wpływa na kondycję komórki
Schorzenia takie jak Alzheimer i choroba Parkinsona są powiązane ze skupiskami nierozpuszczalnych białek, które tworzą się, kiedy konfiguracja fałdowania się białek nie jest prawidłowa. Takie nieprawidłowe pofałdowanie zwiększa tendencję białka do tworzenia wiązań z samym sobą, co może powodować utratę prawidłowych funkcji lub pojawienie się funkcji toksycznych. Oprócz działania chorobotwórczego, nieprawidłowe fałdowanie białek i ich agregacja stanowi duży problem w biotechnologii, która zajmuje się produkcją białek na dużą skalę. Finansowany ze środków UE projekt "Intracellular protein aggregation: Fitness and evolution" (FITNESS & EVOLUTION) opracował proste modele cząsteczkowe, badające wpływ agregacji białek na kondycję komórek. Ponieważ istnieją takie sytuacje, w których agregacja białek jest korzystna z punktu widzenia funkcji komórki, naukowcy chcieli określić sposób ich selekcji w trakcie ewolucji. Dokonali tego, mierząc zmiany kondycji w różnych szczepach drożdży, u których skłonność do agregacji specyficznego białka funkcyjnego była różna. Naukowcy opracowali modelowy system, w którym funkcjonalne białko mogło mieć szkodliwy, neutralny lub korzystny wpływ na wzrost komórki drożdży. W warunkach, w których białko miało wpływ korzystny lub szkodliwy, jego dezaktywacja przez agregację miałaby, odpowiednio, szkodliwy lub korzystny wpływ na wzrost komórki. Natomiast białka tworzące skupiska, których wpływ był neutralny nie wpływały znacząco na wzrost komórki. Na podstawie wyników projektu FITNESS & EVOLUTION, naukowcy wywnioskowali, że selekcja, jaka dokonała się w trakcie ewolucji w kierunku agregacji białek, ma charakter zarówno korzystny, jak i negatywny. Komórki mogły wykształcić na drodze ewolucji mechanizmy kontroli jakości, które umożliwiają tolerancję agregacji białek, co zwiększa szansę przeżycia komórek w różnych typach środowisk poprzez większe zróżnicowanie populacji. Zrozumienie mechanizmów modulacji agregacji białek jest ważne z punktu widzenia projektowania nowych strategii walki ze schorzeniami wyniszczającymi oraz poprawy biotechnologii produkcji białek.
Słowa kluczowe
Kondycja komórki, nieprawidłowe fałdowanie białek, agregacja białek, ewolucja
