Aktualności
Badania
21 Lipca
Źródło: EMBO Reports
Opublikowano: 2021-07-21

Przełomowe osiągnięcia polskich naukowców w badaniach nad egzoferami

Obszerne egzofery mięśniowe, które stanowią ważny element systemu zarządzania odpadami metabolicznymi w organizmie, mają nową rolę w reprodukcji, która wykracza daleko poza wydalanie toksycznych białek – udowodnili naukowcy z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie, Międzynarodowego Instytutu Mechanizmów i Maszyn Molekularnych PAN oraz Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN.

Każda część naszego ciała składa się z komórek – małych jednostek, które współpracują ze sobą. Chociaż istnieje wiele różnych ich typów, wszystkie mają kilka wspólnych cech. Na przykład, potrzebują białek, które są podstawowym budulcem złożonych struktur komórkowych. Białka mają tendencję do rozpadu lub mogą się zużywać. Dlatego muszą być utylizowane i zastępowane nowymi. Dwa główne systemy w komórce, które zajmują się tym procesem: system ubikwityna-proteasom i autofagia, recyklingują białka wewnątrz komórki. Ostatnio polscy naukowcy odkryli uzupełniający system, który usuwa uszkodzone białka, a nawet organelle, na zewnątrz komórki poprzez duże pęcherzyki zwane egzoferami (ang. exophers). Mechanizm ten został opisany jedynie dla komórek neuronalnych organizmu modelowego Caenorhabditis elegans oraz komórek serca myszy i może stanowić ważny, ale wciąż słabo zbadany system zarządzania odpadami metabolicznymi.

Postawiliśmy hipotezę, że formowanie tak dużych pęcherzyków w celu usunięcia tylko niepożądanych składników komórkowych może nie być ich podstawową funkcją – mówi dr hab. Wojciech Pokrzywa, kierownik Laboratorium Metabolizmu Białek w Rozwoju i Starzeniu w Międzynarodowym Instytucie Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie, jeden z liderów prac badawczych.

Naukowcy z MIBMiK, wraz ze współpracownikami z Międzynarodowego Instytutu Mechanizmów i Maszyn Molekularnych PAN (IMol) oraz Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN (IBB), odkryli, że komórki mięśniowe robaków również mogą produkować egzofory. Co zaskakujące, rozwój embrionów w macicy wyzwala tworzenie się egzofer (egzofereza) w tkance mięśniowej. Pęcherzyki transportują syntetyzowane przez mięśnie białka żółtka i ostatecznie dostarczają je do nowo powstałych oocytów. W konsekwencji, potomstwo matek z dużą liczbą egzofer pochodzących z mięśni rosło szybciej.

Wykorzystanie najbardziej obfitej tkanki, jaką są mięśnie, do wspierania odżywiania kolejnego pokolenia poprzez egzofery jest przykładem sprytnej strategii reprodukcyjnej – wyjaśnia dr Michał Turek, jeden z liderów tej pracy badawczej, wcześniej postdoc w grupie kierowanej przez prof. Agnieszkę Chacińską, a obecnie kierownik grupy w IBB.

Podsumowując, badania te dowodzą, że obszerne egzofery mięśniowe maja nową rolę w reprodukcji, która wykracza daleko poza wydalanie toksycznych białek.

Proces ten reprezentuje transgeneracyjny system metaboliczny/zarządzania zasobami, który wspiera embriony w macicy, dostarczając im środków przystosowawczych do warunków środowiskowych. Ponadto, badania te otwierają nowe horyzonty w badaniach nad egzoferami, słabo poznaną klasą pęcherzyków wydzielniczych – tłumaczy prof. Agnieszka Chacińska, dyrektor instytutu IMol oraz kierownik grupy naukowej na Uniwersytecie Warszawskim.

Badaczy zaciekawiło, że białka żółtkowe mogą być syntetyzowane w mięśniach kręgowców. Spekulują więc, że rola egzoferezy mięśniowej we wspomaganiu rozwoju potomstwa jest ewolucyjnie zachowana. Wyniki ich przełomowych badań znalazły się na okładce sierpniowego wydania EMBO reports.

MK, źródło: MIBMiK

Dyskusja (0 komentarzy)