Mens han studerte hvordan en celle holder sitt genetiske materiale intakt, forskere ved Johns Hopkins fikk travelt vekselvis slå ut to katalysatorer viktig å håndtere en gjær celle energi. De oppdaget til deres komplette overraskelse at fjerning av ett av dem førte cellen for å slå av 70 prosent av sine 5000 gener og dø.
"Vi var helt uforberedt på en slik dramatisk hendelse," sier Jef Boeke, Ph.D., Sc.D., professor i molekylær biologi og genetikk ved Hopkins og forfatter av studien. "Vi har aldri sett noe som kan slå av at mange gener i en celle på en gang."
Den uventede funn knytter både genet bruk og energiledelse maskiner er "som å finne ut at et enzym som bryter ned mat i magen også hjelper deg å huske telefonnumre eller som hindrer slike fordøyelsen gjør at du glemmer dem," Boeke lagt.
Den forskning, for å bli publisert i den 21 juli utgaven av Molecular Cell , kan føre til nye strategier for en dag å bremse aldring og behandle kreft, events nært knyttet til endringer i genet kontroll og energi metabolisme.
Arbeider ved høy gjennomstrømming Biology Center of the Institute for Basic Biomedical Sciences ved Hopkins, bruker Boeke team gjær nesten utelukkende for slike studier, fordi selv om de er encellede organismer, vokser de fort, er enkle å analysere i laboratoriet, og inneholder mange gener og biologiske prosesser stede i andre dyr, inkludert mennesker.
For eksempel, som alle dyreceller, gjær bruke sukker som energikilde. Å høste energien som finnes i sukker, må gjær konvertere sukker til andre molekyler i en serie av biokjemiske trinn hjulpet underveis av enzymer som gjør hvert trinn skje raskere.
Fokusere på to av disse enzymene, nært knyttet til hverandre, forskerteamet separat ut hver fra gjærceller å se om enten eller begge var avgjørende for cellens overlevelse.
Forskerne fant at en av disse enzymene - kalt Acs1p - som vanligvis er inaktive hadde lite tydelig effekt når de fjernet den. "The gjær virket relativt uskadd," sa Boeke.
Men da de slo ut det andre - kalt Asc2p - gjær cellene døde. Det gjorde det klart at dette enzymet er avgjørende for å overleve.
Videre analyser med høyeffekts mikroskop avslørte at denne andre enzymet, Asc2p, ble bosatt - uventet - i den delen av cellen huset sitt genetiske materiale - det kromosomer - snarere enn i den delen av cellen - mitokondriene - som høster energi fra sukker.