Os cientistas descobrem como as proteínas misfolded podem danificar centrais eléctricas da produção de energia das pilhas'

Trabalhando com fermento e pilhas humanas, os pesquisadores em Johns Hopkins dizem que descobriram uma rota inesperada para que as pilhas eliminem os grupos da proteína que podem às vezes ser o equivalente molecular de jogar demasiado ou o lixo errado no triturador. Seu encontrar, dizem, poderiam ajudar a explicar a parte do que vai awry na progressão de doenças neurodegenerative como Parkinson e Alzheimer.

Proteínas na pilha que são danificadas ou dobrado incorrectamente tenda a formar os grupos ou os agregados, que foram pensados para se dissolver gradualmente em agradecimentos do citoplasma ou do núcleo de uma pilha a um complexo da enzima chamado o proteasome, ou em um organelle digestivo chamado o lisosoma.

Mas nas experiências no fermento, que tem muitas estruturas similares àquelas em pilhas humanas, os cientistas de Johns Hopkins encontraram inesperada que muitos daqueles grupos da proteína dividem nas centrais eléctricas da produção de energia da pilha, chamado as mitocôndria. Igualmente encontraram que proteínas misfolded demais podem obstruir acima e danificar esta estrutura vital.

Os resultados da equipe, descritos o 1º de março na natureza, poderiam ajudar a explicar porque a aglutinação da proteína e a deterioração mitocondrial são ambas as indicações de doenças neurodegenerative.

Rong Li, Ph.D., professor da biologia celular, da engenharia biomedicável e da oncologia na Faculdade de Medicina da Universidade Johns Hopkins e em um membro do centro do cancro de Johns Hopkins Kimmel, que conduziu o estudo, compara o sistema da eliminação à interacção entre o lixo de um agregado familiar e um triturador na banca da cozinha. A eliminação é acessível e as ajudas mantêm a casa livre de sucatas do alimento, mas o perigo é aquele com demasiado lixo, especialmente lixo da resistente-à-moagem, o sistema poderia obter obstruído acima ou dividir.

Em um estudo precedente, Li e sua equipe encontraram os agregados da proteína, que formam abundante sob condições fatigantes, tais como o calor intenso, colado à superfície exterior das mitocôndria. Neste estudo, encontraram que os agregados ligam às proteínas que formam o uso das mitocôndria dos poros normalmente importar as proteínas necessários para construir este organelle. Se estes poros são danificados por mutações, a seguir os agregados não podem ser dissolvidos, os pesquisadores relatam. Estas observações conduziram a equipe supr que as proteínas misfolded nos agregados estão puxadas nas mitocôndria para a eliminação, bem como as sucatas do alimento deixadas cair no triturador. Testar esta hipótese era complicado, Li diz, porque a maioria das proteínas misfolded começadas no citoplasma, e a maioria daquelas que entram nas mitocôndria rapidamente obtêm a terra acima.

Consequentemente, Li e sua equipe usaram uma técnica em que uma proteína fluorescente era separação em duas porções. Então, puseram de uma parte dentro das mitocôndria e ligaram a outra parte com uma proteína misfolded e de aglutinação no citoplasma. Se a proteína misfolded entrou nas mitocôndria, as duas partes da proteína fluorescente poderiam vir junto e iluminar acima as mitocôndria. Este era certamente o que aconteceu.

“Com alguma experiência,” Li diz, “você tem uma hipótese, mas em sua cabeça, você pode ser céptico, assim que ver as mitocôndria brilhantes era um momento da iluminação.”

Para ver o que puderam acontecer em um sistema doente, a equipe a seguir posto em pilhas que de fermento uma proteína implicou na doença neurodegenerative conhecida como a esclerose de lateral amyotrophic (ALS), ou Lou Gehrig's Disease. Após um tratamento térmico que faça com que a proteína do ALS misfold, igualmente fere-se acima nas mitocôndria. Os pesquisadores fizeram então uma experiência em que muitas proteínas no citoplasma foram feitas para misfold e encontrar que quando demasiada destas proteínas entrou nas mitocôndria, começaram dividir.

A equipe quis certificar-se de que o fenômeno que tinha observado nas pilhas de fermento poderia igualmente acontecer em pilhas humanas, assim que os cientistas usaram o mesmo método separação-fluorescente da proteína para observar proteínas misfolded para entrar nas mitocôndria de pilhas epiteliais pigmentadas retinas humanas laboratório-crescidas. Como observado no fermento, em proteínas misfolded, mas não naquelas que foram dobradas correctamente, mitocôndria no entradas e acima no leves.

Os sistemas biológicos estão no general bastante robusto, mas há igualmente alguns saltos de Achilles que podem ser doença propensa, Li diz, e confiar no sistema mitocondrial para ajudar com limpeza pode ser um tal exemplo. Quando as mitocôndria novas e saudáveis puderem ser inteiramente até a tarefa, as mitocôndria envelhecidas ou aquelas oprimidas por demasiada limpeza em pilhas incomodadas podem sofrer dano, que poderia então danificar muitas de suas outras funções vitais.