Mentre studiava come una cellula mantiene intatto il suo materiale genetico, gli scienziati della Johns Hopkins ha occupato alternativamente buttando giù due catalizzatori vitali per gestire l'energia di una cellula di lievito. Hanno scoperto la loro sorpresa che la rimozione di uno di loro ha portato la cellula per spegnere 70 per cento dei suoi 5.000 geni e morire.
"Siamo stati completamente impreparata per un evento così drammatico", dice Jef Boeke, Ph.D., Sc.D., professore di biologia molecolare e della genetica a Hopkins e autore dello studio. "Non abbiamo mai visto nulla che possa spegnere che molti geni in una cellula in una volta."
La scoperta inaspettata che collega sia l'utilizzo dei geni e di gestione parco macchine di energia è "come scoprire che un enzima che scompone il cibo nello stomaco aiuta anche a ricordare i numeri di telefono o che impedisce la digestione come ti fa dimenticare", ha aggiunto Boeke.
La ricerca, che sarà pubblicato nel numero del 21 luglio di Molecular Cell , potrebbe portare a nuove strategie di un giorno per rallentare l'invecchiamento e curare il cancro, gli eventi strettamente legati a cambiamenti nel controllo dei geni e metabolismo energetico.
Lavoro presso il Centro di biologia Throughput dell'Istituto di base Scienze Biomediche a Hopkins, la squadra di Boeke utilizza lievito quasi esclusivamente per tali studi, perché anche se sono organismi unicellulari, crescono velocemente, sono facili da analizzare in laboratorio, e contengono molti geni e processi biologici presenti in altri animali, compresi gli esseri umani.
Per esempio, come tutte le cellule animali, lievito utilizzare lo zucchero come fonte di energia. Per raccogliere l'energia contenuta in zucchero, il lievito deve convertire lo zucchero in altre molecole in una serie di passaggi biochimici hanno aiutato lungo il cammino da enzimi che rendono ogni passo accadere più velocemente.
Concentrandosi su due di questi enzimi, strettamente correlate tra loro, il team di ricerca separatamente rimosso ogni dalle cellule di lievito per vedere se uno o entrambi sono stati essenziali per la sopravvivenza della cellula.
I ricercatori hanno scoperto che uno di questi enzimi - chiamati Acs1p - che in genere è inattivo avuto poco impatto evidente quando lo hanno rimosso. "Il lievito sembrava relativamente incolume", ha detto Boeke.
Ma quando hanno eliminato l'altro - Asc2p chiamato - le cellule di lievito è morto. Che ha chiarito che questo enzima è fondamentale per la sopravvivenza.
Ulteriori analisi con microscopi ad alta potenza rivelato che questo secondo enzima, Asc2p, risiedeva - inaspettatamente - nella parte del corpo il suo materiale genetico delle cellule - i suoi cromosomi - piuttosto che nella parte della cellula - i mitocondri - che raccoglie energia da zucchero.