"טכנולוגיה זו מאפשרת לנו לראות, תחת מיקרוסקופ, חלבונים שונה על ידי היוביקוויטין בתוך התא", אומר טום ק Kerppola, דוקטור, פרופסור לכימיה ביולוגית בבית הספר לרפואה וחוקר עמית HHMI. "ויזואליזציה נותן לנו חיבור ישיר תהליכים תאיים שאנחנו יכולים רק ללמוד במבחנות או בעקיפין, לפני".
במאמר שפורסם באינטרנט השבוע במהדורה המוקדמת של PNAS של האקדמיה הלאומית למדעים, Kerppola ו Deyu פאנג, MD, Ph.D., חוקר מחקר באוניברסיטת מישיגן, לתאר את השימוש הראשון של הטכנולוגיה שנקרא יוביקוויטין בתיווך פלואורסצנטי השלמה ללמוד מנגנון התא איתות בשם ubiquitination.
בתהליך זה, פפטיד קטן שנקרא יוביקוויטין נקשר לחלבון בדרכים יכול לשנות את הפונקציה של החלבון ואת המיקום בתוך התא. במקור, מדענים חשבו היוביקוויטין היה פשוט אוניברסלי "להרוס לי" אות חלבונים מיותרת או מזיקה, אך לאחרונה נמצא להיות מזוהה עם הרבה תפקודים תאיים אחרים.
"האות היוביקוויטין אותו יכול לגרום חלבון אחד להיות מושפל, אבל אחר חלבון להתרגש למיקום חדש," Kerppola אומר. "אנחנו מעוניינים ללמוד איך זה עובד".
במאמרם PNAS, Kerppola ועל פאנג לתאר איך היוביקוויטין שהטיף יוני - פרוטאין המעורב צמיחת תאים שעתוק הגנים - ועבר יוני מהמיקום הרגיל של גרעין התא אל תוך תחומי חלול שנקרא lysosomes בציטופלסמה שמחוץ לגרעין. מלא אנזימי עיכול, lysosomes לשבור חלבונים לא רצויים לתוך חומצות אמינו התא ממחזר לייצר חלבונים חדשים.
"הפונקציה של יוני בגרעין הוא חולף זמן תלוי", אומר Kerppola. "אם זה מופעל אינו מקבל כבוי, זה לא נורמלי. איתות ממושכת גורמת לצמיחה סוטה ובעיות אחרות עבור התא. "
"כאשר היוביקוויטין מחובר יוני, מורכב מועבר ליזוזום מקבל אותו מ-DNA בגרעין ומניעת יוני מלהמשיך שעתוק התיפקוד הרגיל שלו הגן", הוא מוסיף. "זוהי דרך חדשה עבור התא כדי לחסל את תפקידו של גורם שעתוק".
מדענים באוניברסיטת מישיגן גילו גם כי אנזים האנזים E3 מחייב בשם עקיצת היה שחקן מפתח בתהליך. "עקיצת הוא מתאם," Kerppola אומר. "זה תגיות יוני עם היוביקוויטין, והוא הכרחי עבור חלבון להיות ממוקד ליזוזום."
אם מגורדת אינו מכיר יוני, Kerppola מסביר, רמת יוני מצטבר בתא, אשר יכול לשנות את ויסות שעתוק הגן צמיחת תאים.
"יישום הטכנולוגיה בתיווך היוביקוויטין פלואורסצנטי יוני איפשר לגלות מידע חדש על איך מחזור יוני נשלטת בתאים", אומר Kerppola.