09:20 2023-02-09
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ „Nu suntem chiar atât de diferiți”: Studiul identifică arme bacteriene care ar putea fi exploatate pentru a trata bolile umane
_ „Noi „Nu sunt chiar atât de diferiți”: Studiul identifică armele bacteriene care ar putea fi folosite pentru a trata bolile umane
Când vine vorba de lupta împotriva invadatorilor, bacteriile funcționează într-un mod remarcabil de similar cu celulele umane, având același nucleu. mașinăriile necesare pentru a activa și dezactiva căile imune, conform noilor cercetări de la Universitatea din Colorado Boulder.
Studiul, publicat pe 8 februarie în revista Nature, aruncă, de asemenea, lumină asupra modului în care acea mașinărie străveche comună – un grup de enzime cunoscut sub numele de ubiquitin transferaze¬ – funcționează.
O mai bună înțelegere și, eventual, reprogramarea acestei mașini, ar putea deschide calea către noi abordări pentru tratarea unei multitudini de boli umane, de la boli autoimune precum artrita reumatoidă și boala Crohn până la boli neurodegenerative precum boala Parkinson, au spus autorii.
„Acest studiu demonstrează că nu suntem atât de diferiți. diferit de bacterii”, a spus autorul principal Aaron Whiteley, profesor asistent la Departamentul de Biochimie. „Putem învăța multe despre modul în care funcționează corpul uman prin studierea acestor procese bacteriene.”
Studiul nu este primul care prezintă lecțiile pe care bacteriile le pot preda oamenilor.
Dovezi acumulate. sugerează că anumite părți ale sistemului imunitar uman ar putea avea originea în bacterii, evoluția generând iterații mai complexe ale instrumentelor de combatere a virusurilor bacteriene în regnurile vegetale și animale.
În 2020, biochimistul de la Universitatea din California Berkeley Jennifer Doudna a câștigat Premiul Nobel pentru CRISPR, un instrument de editare a genelor care reconstituie un alt sistem obscur pe care bacteriile îl folosesc pentru a-și lupta împotriva propriilor viruși, cunoscuți sub numele de fagi.
Zuzetul din jurul CRISPR a aprins un reînnoit interes științific pentru rolul proteinelor și enzimelor. joacă în răspunsul imun antifagic.
„În ultimii trei până la cinci ani, oamenii au realizat că nu se termină cu CRISPR. Potențialul este mult mai mare”, a spus Whiteley.
Pentru studiu, Whiteley și co-prima autoare Hannah Ledvina, un postdoctoral Jane Coffin Childs Fellow în cadrul departamentului, a colaborat cu biochimiștii de la Universitatea din California din San Diego pentru a afla mai multe despre o proteină numită cGAS (cyclic GMP-AMP synthase), care s-a dovedit anterior a fi prezentă atât la oameni, cât și, într-o formă mai simplă, la bacterii.
La bacterii și la oameni, cGAS este esențial pentru montarea unei apărări în aval atunci când celula detectează un invadator viral. Dar ce reglează acest proces în bacterii era necunoscut anterior.
Folosind o tehnică de rezoluție ultra-înaltă numită microscopie crio-electronică alături de alte experimente genetice și biochimice, echipa lui Whiteley a analizat îndeaproape structura Predecesorul evolutiv al cGAS în bacterii și a descoperit proteine suplimentare pe care bacteriile le folosesc pentru a ajuta cGAS să apere celula de atacul viral.
Mai exact, ei au descoperit că bacteriile își modifică cGAS folosind o „versiune all-in-one” simplificată a ubiquitin transferaza, o colecție complexă de enzime care la oameni controlează semnalizarea imună și alte procese celulare critice.
Deoarece bacteriile sunt mai ușor de manipulat și studiat genetic decât celulele umane, această descoperire deschide o nouă lume de oportunități pentru cercetare. , a spus Ledvina.
„Ubiquitin transferazele din bacterii sunt o verigă lipsă în înțelegerea noastră a istoriei evolutive a acestor proteine.”
Studiul a dezvăluit, de asemenea, modul în care această mașină a orks, identificând două componente cheie - proteine numite Cap2 și Cap3 (proteina 2 și 3 asociată cu CD-NTază) - care servesc, respectiv, ca comutatoare de pornire și de oprire pentru răspunsul cGAS.
Whiteley a explicat că, pe lângă faptul că joacă un rol cheie în răspunsul imun, ubiquitina la oameni poate servi ca un fel de marker pentru gunoiul celular, direcționând proteinele în exces sau vechi pentru a fi descompuse și distruse. Când acel sistem se aprinde greșit din cauza mutațiilor din mașină, proteinele se pot acumula și pot apărea boli, cum ar fi Parkinson.
Autorii subliniază că sunt necesare mult mai multe cercetări, dar descoperirea deschide porți științifice interesante. Așa cum oamenii de știință au adaptat vechiul sistem de apărare bacteriană CRISPR într-o biotehnologie asemănătoare cu foarfecele, care poate tăia mutațiile din ADN, Whiteley crede că bucăți din mașina bacteriană ubiquitin transferază - și anume Cap3, „comutatorul de oprire” – ar putea fi programate în cele din urmă pentru a elimina problema. proteinele și tratează bolile la oameni.
El și echipa sa, cu ajutorul Venture Partners de la CU Boulder, au depus deja cereri de protecție a proprietății intelectuale și merg mai departe cu mai multe cercetări.
„Cu cât înțelegem mai mult despre transferazele ubiquitin și modul în care au evoluat, cu atât comunitatea științifică este mai bine echipată pentru a viza aceste proteine din punct de vedere terapeutic”, a spus Whiteley. „Acest studiu oferă dovezi cu adevărat clare că mașinile din corpul nostru care sunt importante doar pentru menținerea celulei au început în bacterii făcând lucruri cu adevărat interesante.”
Comentarii:
Adauga Comentariu