Gli scienziati scoprono come le proteine misfolded possono danneggiare le centrali elettriche del produttore d'energia delle cellule

Lavorando con il lievito e le cellule umane, i ricercatori a Johns Hopkins dicono che hanno scoperto un itinerario inatteso affinchè le celle eliminino i mucchi della proteina che possono a volte essere l'equivalente molecolare del lancio del troppo o i rifiuti sbagliati nei tritarifiuti. La loro individuazione, dicono, potrebbe contribuire a spiegare la parte di che cosa va storto nella progressione di tali malattie neurodegenerative come Parkinson ed Alzheimer.

Proteine nella cella che sono danneggiate o profilatura in modo errato tenda a formare i mucchi o i cumuli, che sono stati pensati per dissolversi gradualmente in grazie del citoplasma o del nucleo delle cellule ad un complesso degli enzimi chiamato il proteasome, o in un organello digestivo chiamato il lisosoma.

Ma negli esperimenti su lievito, che ha molte strutture simili a quelle in cellule umane, gli scienziati di Johns Hopkins hanno trovato inatteso che molti di quei mucchi della proteina ripartono nelle centrali elettriche del produttore d'energia delle cellule, chiamato mitocondri. Egualmente hanno trovato che troppe proteine misfolded possono ostruire e danneggiare questa struttura vitale.

I risultati del gruppo, descritti il 1° marzo in natura, potrebbero contribuire a spiegare perché l'agglutinamento della proteina ed il deterioramento mitocondriale sono entrambi gli marchi di garanzia delle malattie neurodegenerative.

Rong Li, Ph.D., professore di biologia cellulare, di assistenza tecnica biomedica e dell'oncologia alla scuola di medicina di Johns Hopkins University e ad un membro del centro del Cancro di Johns Hopkins Kimmel, che piombo lo studio, paragona il sistema di disposizione all'interazione fra i rifiuti di una famiglia ed i tritarifiuti nel lavandino di cucina. La disposizione è pratica e le guide tengono la casa esente dai residui dell'alimento, ma il pericolo è quello con troppi rifiuti, particolarmente immondizia di duro--frantumazione, il sistema potrebbe ottenere ostruito o ripartire.

In uno studio precedente, Li ed il suo gruppo hanno trovato i cumuli della proteina, che si formano abbondantemente nei termini stressanti, quale il calore intenso, attaccato alla superficie esterna dei mitocondri. In questo studio, hanno trovato che i cumuli legano alle proteine che formano normalmente l'uso dei mitocondri dei pori includere le proteine state necessarie per costruire questo organello. Se questi pori sono danneggiati dalle mutazioni, quindi i cumuli non possono essere dissolti, i ricercatori riferiscono. Queste osservazioni piombo il gruppo supporre che le proteine misfolded nei cumuli fossero tirate nei mitocondri per disposizione, tanto come i residui dell'alimento caduti nei tritarifiuti. Verificare questa ipotesi era complesso, Li dice, perché la maggior parte delle proteine misfolded iniziate fuori nel citoplasma e la maggior parte di quelle che entrano rapidamente nei mitocondri ottengono la terra su.

Di conseguenza, Li ed il suo gruppo hanno usato una tecnica in cui una proteina fluorescente è stata divisa in due parti. Poi, hanno messo una parte dentro i mitocondri ed hanno collegato l'altra si separano una proteina misfolded e d'agglutinamento nel citoplasma. Se la proteina misfolded entrasse nei mitocondri, le due parti della proteina fluorescente potrebbero venire insieme e illuminare i mitocondri. Ciò era effettivamente che cosa è accaduto.

“Con qualsiasi esperimento,„ Li dice, “avete un'ipotesi, ma in vostra testa, potete essere scettico, in modo da vedere i mitocondri luminosi era un momento di chiarimento.„

per vedere che cosa potrebbero accadere in un sistema malato, il gruppo quindi messo nelle celle che di lievito una proteina ha implicato nella malattia neurodegenerative conosciuta come la sclerosi laterale amiotrofica (ALS), o Lou Gehrig's Disease. Dopo un trattamento termico che ha indotto la proteina di ALS a misfold, egualmente ha finito nei mitocondri. I ricercatori poi hanno fatto un esperimento in cui molte proteine nel citoplasma sono state fatte per misfold e trovare che quando troppa di queste proteine ha entrato nei mitocondri, hanno cominciato ripartire.

Il gruppo ha voluto assicurarsi che il fenomeno che aveva osservato nelle celle di lievito potrebbe anche accadere in cellule umane, in modo dagli scienziati hanno usato lo stesso metodo spaccatura-fluorescente della proteina per osservare le proteine misfolded per entrare nei mitocondri delle celle epiteliali pigmentate retiniche umane laboratorio-crescenti. Come osservato in lievito, in proteine misfolded, ma non in quelle che profilatura correttamente, mitocondri in entrati in ed in illuminati in.

I sistemi biologici sono in generale abbastanza robusto, ma ci sono egualmente alcuni talloni di Achille che possono essere malattia incline, Li dicono e contare sul sistema mitocondriale per aiutare con il cleanup può essere un tale esempio. Mentre i giovani e mitocondri sani possono spettare completamente al compito, i mitocondri invecchiati o quelli enormi da troppo cleanup in celle disturbate possono subire il danno, in grado di poi alterare molte delle loro altre funzioni vitali.