Metabolisme is een centraal kenmerk van het leven - een groot aantal biochemische processen die samen, in staat stellen organismen te voeden en in stand zelf.
Wetenschappers van Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) zijn in de voorhoede van de inspanningen om aan te tonen hoe de regulatie van genen fundamentele levensprocessen, waaronder metabolisme regelt.
Dergelijk onderzoek, uitgevoerd op eenvoudig model organismen zoals gistcellen, heeft gevolgen voor de inspanningen om natuurlijke processen zoals de vergrijzing en ziekten, waaronder kanker te begrijpen.
Deze week een team van CSHL onder leiding van professor Leemor Joshua-Tor, Ph.D., kondigde een nieuwe en onverwachte rimpel in een verhaal dat ze eerder begrepen ze nagedacht over hoe gistcellen, door de werking van genen, hun metabolisme aanpassen als reactie op veranderingen in hun bron van voedsel. Het team bevindingen werden gepubliceerd 22 februari in het tijdschrift Science.
Aan te passen aan nieuwe energiebronnen
"S. cerevisiae, of gemeenschappelijke bakkersgist, kan een willekeurig aantal verschillende soorten suiker moleculen voor de productie van energie te gebruiken, "merkte Dr Joshua-Tor, een structurele bioloog. "Belangrijk is, kan de gistcel snel inspelen op veranderingen in de voedingswaarde-omgeving door het veranderen van de expressie van specifieke genen die toelaten om het gebruik van die verschillende energiebronnen te maken."
Zoveel, merkt Dr Joshua-Tor en collega's, is begrepen voor jaren. "De spelers in dit proces betrokken zijn gekend voor bepaalde tijd. Maar wij niet begreep precies hoe de onderdelen van deze specifieke biochemisch pad werkten samen, "aldus Stephen Johnston, een professor aan de Biodesign Instituut aan de Arizona State University en een co-auteur van de studie.
Het was Dr Joshua-Tor's team op CSHL dat de stap van het onderzoek naar de architectuur van de eiwitten die betrokken zijn bij het pad, op het niveau van individuele atomen nam. Met behulp van een techniek genaamd x-ray kristallografie, ontdekten ze een "player" in de moleculaire cast van personages wier betrokkenheid eerder was over het hoofd gezien.
De onverwachte molecuul heet NADP. Het team ontdekte dat wanneer een gistcel veranderingen van het gebruik van glucose, een eenvoudige suiker, als een voedingsbron voor het gebruik van galactose, een meer complexe suikers vaak te vinden in zuivelproducten en groenten zoals suikerbieten, NADP wordt tot actie opgeroepen. Het "dokken" om een eiwit genaamd Gal80p, die samen werkt met een gen regelen-eiwit genaamd Gal4p, om het metabolisme van de gist cel aan te passen, zodat het gebruik kan maken van galactose maken.