Obrana buniek sa riadi „tajným“ dvojkrokovým plánom

Vedci odhaľujú spôsob pôsobenia „útoku plynového jedovatého plynu“

Makrofágy infikované Listeria (vychytávacie bunky imunitného systému); Listeria sú v cytoplazme rozpoznateľné ako malé čierne škvrny. Správny makrofág už zabil Listeria. © Max F. Perutz Laboratories
čítať nahlas

Keď sú bunky napadnuté mikróbmi, majú na obranu k dispozícii molekulárne „zbrane“. Tieto však často majú škodlivé vedľajšie účinky, a preto sú kontrolované sofistikovanými mechanizmami. Viedenskí vedci teraz odhalili v štúdii v časopise „Immunity“ tieto stratégie bunkovej obrany, a tak poskytli dôkazy na kontrolu chorôb.

Bunky môžu reagovať na svoje prostredie rôznymi spôsobmi, aby sa bránili proti útokom patogénov. Zvyčajne modifikujú existujúce proteíny alebo vytvárajú nové, ktoré zase produkujú protilátky. Klasickým príkladom takejto obrannej reakcie je produkcia oxidu dusnatého (NO), ktorý má silný antibakteriálny účinok.

Útok na plynný jedovatý plyn

Tento „útok na plynný jedovatý plyn“ však nie je bez nebezpečenstva: NIE je agresívny voľný radikál, ktorý súvisí s rozvojom rakovinových a zápalových procesov v tele. Aby nedošlo k zastreleniu zbraní na príslovečné vrabce, bunka sa o tom komplexne informuje skôr, ako začne s produkciou NO.

Vedci spolupracujúci s Matthiasom Farlikom a Thomasom Deckerom z Centra molekulárnej biológie na Viedenskej univerzite (Max F. Perutz Laboratories) spolu s Mathiasom Müllerom z University of Veterinary Medicine Vienna skúmali, ako to bunka dosahuje. Nielenže mohli odhaliť tajomstvá produkcie NO, ale objavili aj nový regulačný mechanizmus pre génovú transkripciu.

Výskumný tím tak významne prispieva k porozumeniu mechanizmu molekulárnej kontroly génovej transkripcie, tj k translácii genetického kódu na produkciu proteínov. Zistenia vedcov by následne mohli otvoriť nové stratégie v boji proti infekčným chorobám. zobraziť

Pred začatím útoku bunka skontroluje dva signály

Vedci študovali tieto procesy na baktérii Listeria monocytogenes, jednom z najbežnejších a najnebezpečnejších patogénov potravinových infekcií. V reakcii na infekciu Listeria bunky produkujú enzým iNOS-indukovateľnú NO syntázu, ktorá zase produkuje oxid dusnatý. Na reguláciu produkcie enzýmu bunka kontroluje stav dvoch rôznych signálnych dráh a kombinuje informácie z nich.

Vedci dokázali preukázať, že každý z týchto dvoch signálov riadi iba časť procesu. Iba ak sú obidve signálne dráhy aktívne, vytvorí sa proteínový komplex, ktorý zapína gén zodpovedný za produkciu iNOS.

DeckThe bunka má dvojstupňový poplachový plán, Decker to vysvetľuje: „Preto musia byť prítomné oba signály, aby bolo možné nastaviť iNOS do polohy a spustiť výrobu NO.“

Geniálne riešenie

Jedným problémom je, že tieto signály nie vždy prichádzajú súčasne. Bunky riešia tento problém dômyselne, podľa vedcov: Každá zo signálnych dráh vedie nezávisle k produkcii zložky proteínového komplexu. To chvíľu zostáva, a tak vytvára určitý druh molekulárnej pamäte. Ak je druhá signálna dráha tiež aktivovaná v čase, kompletný proteínový komplex aktivuje gén na produkciu iNOS.

Ak však druhý signál neprichádza, subkomplex sa znova rozloží, pôvodný signál sa teda „zabudne“ a gén sa môže reaktivovať až po opätovnom príchode oboch signálov.

(idw - Viedenská univerzita, 16.07.2010 - DLO)