18:45 2023-02-08
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Celulele se autocanibalizează în mod obișnuit pentru a-și scoate gunoiul, ajutând la supraviețuire și prevenirea bolilor
_ Celulele în mod obișnuit canibalizează pentru a-și scoate gunoiul, ajutând la supraviețuire și prevenirea bolilor
Nu lăsați diagrama manuală a unei celule bidimensionale simplificate să vă păcălească – în această structură minusculă a vieții se află un univers complex de mașini moleculare care este în mod continuu construit, pus în mișcare și în cele din urmă defalcat.
Celulele folosesc miile de proteine diferite din ele ca instrumente pentru a-și modela mediul intern. În acest mediu se află compartimente specializate cunoscute sub numele de organele care îndeplinesc funcțiile celulei. Două organite importante din interiorul celulelor sunt mitocondriile și reticulul endoplasmatic, care produc energie și, respectiv, asamblează proteine.
Deoarece activitatea celulară de rutină generează produse secundare toxice care pot deteriora celula, este necesar un sistem de eliminare pentru a degrada și recicla. aceste molecule din interiorul celulelor. Unul dintre aceste procese este autofagia, o formă de auto-consum folosită de celulele pentru a elimina și recicla componentele anormale sau în exces, inclusiv proteinele și organitele. Derivat din greacă, termenul se traduce literal prin „auto-alimentare”. În 2016, biologul celular Yoshinori Ohsumi a câștigat Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină pentru munca sa asupra autofagiei. Autofagia este esențială pentru sănătatea celulară și longevitatea. Când acest proces nu funcționează bine, este legat de mai multe boli umane, inclusiv boli neurodegenerative și cardiovasculare și cancer.
Suntem cercetători care studiază modul în care autofagia este activată în celule. În cercetarea noastră publicată recent în Science Signaling, am examinat doi regulatori cheie ai acestui proces și am identificat un rol unic pe care unul dintre ei îl joacă în degradarea mitocondriilor care poate servi ca o țintă potențială pentru tratarea anumitor boli.
Legătura. între autofagie și boală este complex și nu este bine înțeles.
De exemplu, autofagia pare să joace un rol paradoxal în cancer. Pe de o parte, unele studii au arătat că, deoarece acest proces suprimă tumorile prin eliminarea materialului potențial dăunător, autofagia redusă sau afectată poate transforma o celulă canceroasă. Pe de altă parte, activarea autofagiei după ce s-a format o tumoare poate promova cancerul, ajutându-l să se adapteze și să supraviețuiască, ceea ce poate duce la rezistența la tratament.
Aceste descoperiri sugerează că este deosebit de important să înțelegem pașii și momentul precis. de autofagie atunci când vine vorba de a viza acest proces ca strategie de tratament al cancerului. Cercetătorii evaluează efectele anticancer ale a două medicamente împotriva malariei, clorochina și hidroxiclorochina, care blochează etapele finale ale autofagiei. Până în prezent, au eficacitate diferită în funcție de tipul și stadiul cancerului.
Autofagia disfuncțională joacă, de asemenea, un rol important în majoritatea bolilor neurodegenerative. Agregarea proteinelor anormale în celulele creierului sunt caracteristici comune în boala Alzheimer, boala Parkinson, boala Huntington și ALS. Unii oameni de știință cred că acumularea acestor proteine se datorează cel puțin parțial unei scăderi a degradării lor prin autofagie.
Autofagia este, de asemenea, importantă pentru sănătatea inimii. Cercetătorii au descoperit că autofagia inimii scade odată cu vârsta și contribuie la apariția bolilor cardiovasculare. Scăderea autofagiei în celulele musculare cardiace are ca rezultat acumularea de gunoi celular care le poate afecta capacitatea de a se contracta și chiar le poate cauza moartea. Cu mai puține celule și mai puțină contracție, acumularea de material toxic în celulele musculare cardiace poate duce în cele din urmă la insuficiență cardiacă.
Pentru ca autofagia să fie eficientă, trebuie să scape în mod specific doar de proteinele sau organelele deteriorate din interiorul corpului. celulă. Degradarea necontrolată ar priva o celulă de nevoile sale de bază.
Acest lucru este valabil mai ales pentru mitocondrii, deoarece celulele se bazează pe ele pentru o mare parte din producția lor de energie. Echipa noastră a fost foarte interesată de modul în care celulele asigură că autofagia mitocondriilor, cunoscută și sub numele de mitofagie, elimină doar mitocondriile disfuncționale, economisind în același timp părțile sănătoase ale celulei. Mitofagia disfuncțională a fost legată de cancer, neurodegenerare și boli cardiovasculare, printre alte boli.
Procesul de autofagie începe atunci când celula începe să formeze o membrană lângă proteinele sau organelele deteriorate. Această membrană se va extinde într-o veziculă sau sac, cunoscut sub numele de autofagozom, care înghiți materialul deteriorat. Apoi se va fuziona cu o altă structură celulară internă plină de acid numită lizozom care ajută la degradarea încărcăturii sale.
Beclin1 este o proteină cunoscută pentru a promova formarea autofagozomilor în celule. Cu toate acestea, rolul său în mitofagie este controversat, în parte pentru că se cunosc foarte puține despre ruda sa apropiată Beclin2. Am vrut să dezlegem funcțiile acestor două proteine și să le determinăm rolul în mitofagie. Pentru a face acest lucru, am folosit modele de celule umane și de șoarece pentru a examina modul în care prezența sau absența acestor două proteine a afectat autofagia.
Am descoperit că activarea unei regiuni unice pentru Beclin1 îi permite să promoveze formarea autofagozomului alături de cele disfuncționale. mitocondriile, facilitând degradarea lor în celulele umane. Deoarece o regiune similară nu se găsește în Beclin2, acest lucru a însemnat că numai Beclin1 poate fi esențial pentru mitofagie.
Interesant, am observat și Beclin1 în puncte discrete de contact între mitocondrii și reticulul endoplasmatic în timpul mitofagiei. Acest lucru sprijină cercetările emergente care sugerează că interacțiunile fizice dintre aceste organite facilitează transferul anumitor molecule necesare pentru a face autofagozomi. Munca noastră indică faptul că numai Beclin1 promovează înghițirea mitocondriilor deteriorate la aceste locuri. Beclin2 poate îndeplini un rol diferit în autofagie în alte afecțiuni.
Autofagia reprezintă o țintă potențială de tratament pentru multe boli diferite. Echipa noastră studiază în prezent modul în care autofagia contribuie la agregarea proteinelor și la disfuncția mitocondrială în inimă și lucrăm la dezvoltarea de noi instrumente pentru a măsura acest proces în modele celulare și animale.
Cu toate acestea, strategiile terapeutice pentru reglarea autofagiei este complicat de faptul că este un proces complex în mai multe etape care implică multe proteine diferite. Unele boli pot necesita țintirea etapelor incipiente ale formării autofagzozomului, în timp ce altele pot necesita concentrarea asupra momentului în care se contopesc cu lizozomii. Mai mult, diferite stări de boală pot beneficia fie de activarea autofagiei, fie de inhibare. Trebuie depuse mai multe eforturi pentru a identifica toate proteinele specifice care reglează fiecare pas al căii autofagiei și modul în care celulele ajustează acest proces atât în sănătate, cât și în boală.
Credem că ajutând celulele să valorifice mai bine puterea Autofagia într-un univers molecular complex îi poate antrena să urmeze cei trei R—reducere, reutilizare, reciclare—pentru a promova sănătatea și longevitatea.
Acest articol este republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons. Citiți articolul original.
Comentarii:
Adauga Comentariu