Onderzoekers aan de University of Michigan Medical School en Howard Hughes Medical Institute hebben een manier gevonden om eiwitten in cellen die zijn gecodeerd met een moleculaire 'sticky note' genoemd ubiquitine te zien.
"Deze technologie stelt ons in staat om, zie onder een microscoop, eiwitten gewijzigd door ubiquitine in de cel", zegt Tom K. Kerppola, Ph.D., een universitair hoofddocent van de biologische chemie in de Medical School en een HHMI associate onderzoeker. "Visualisatie geeft ons een directe verbinding met cellulaire processen die we konden alleen bestuderen in een reageerbuis of indirect voor."
In een paper gepubliceerd deze week online in de vroege editie van de Proceedings van de National Academy of Sciences, Kerppola en Deyu Fang, MD, Ph.D., een onderzoek van de UM onderzoeker, beschrijven het eerste gebruik van een technologie genaamd ubiquitine-gemedieerde fluorescentie invulling aan een cel-signalering mechanisme studie genaamd ubiquitinering.
In dit proces, is een klein peptide genaamd ubiquitine gekoppeld aan een eiwit op een manier die het eiwit de functie en locatie binnen de cel kan veranderen. Oorspronkelijk dachten wetenschappers ubiquitin was gewoon een universele "te vernietigen me" signaal voor onnodige of schadelijke eiwitten, maar het is onlangs in verband gebracht met vele andere cellulaire functies.
"Hetzelfde ubiquitine-signaal kan leiden tot een eiwit te worden afgebroken, maar een ander eiwit te worden verplaatst naar een nieuwe locatie," Kerppola zegt. "We zijn geïnteresseerd in het leren hoe dit werkt."
In hun PNAS papier, Kerppola en Fang beschrijven hoe ubiquitine vergrendeld op jun - een eiwit dat betrokken is bij de celgroei en gentranscriptie - en verhuisde juni van haar gebruikelijke locatie in de kern van de cel in holle bolletjes genoemd lysosomen in het cytoplasma buiten de kern. Gevuld met spijsverteringsenzymen, lysosomen breken ongewenste eiwitten in aminozuren de cel recycleert om nieuwe eiwitten.
"Jun functie van in de kern is van voorbijgaande aard en de tijd-afhankelijke," Kerppola zegt. "Als het is ingeschakeld en wordt niet uitgeschakeld, dat is niet normaal. Langdurige signalering oorzaken afwijkende groei en andere problemen voor de cel. "
"Als ubiquitine is aangesloten op Jun, het complex is vervoerd naar het lysosoom het krijgen van het uit de buurt van DNA in de kern en het voorkomen van juni uit voortgezette zijn normale gentranscriptie functie," voegt hij toe. "Dit is een nieuwe manier voor de cel om de functie van een transcriptie factor uit te schakelen."
UM-wetenschappers ontdekten ook dat een E3-ligase bindend enzym Jeuk is een belangrijke speler in het proces. "Jeuk is de adapter," Kerppola zegt. "Het labels juni met ubiquitine, en is noodzakelijk voor het eiwit te worden gericht op het lysosoom."
Als Itch niet herkent Jun, Kerppola legt, het niveau van juni bouwt in de cel, die de regulatie van gentranscriptie en celgroei kunnen veranderen.
"Toepassing van ubiquitine-gemedieerde fluorescentie technologie juni maakte het mogelijk om nieuwe informatie over hoe juni de omzet wordt geregeld in cellen te ontdekken," Kerppola zegt.