Теперь команда исследователей из Университета Рутгерса в Нью-Брансуике обнаружила, как клетки используют ферменты для размещения знаков управления дорожным движением и «строится дорога» вдоль клеточных магистралей.
«Чтобы оставаться в живых и функционировать, каждая клетка нашего тела должна транспортировать грузы в нужное место внутри клетки в нужном количестве и в нужное время», — сказал Роберт О’Хаган, ведущий автор нового исследования. и доцент-исследователь Института генетики человека Нью-Джерси и факультета генетики Университета Рутгерса в Нью-Брансуике. "Таким образом, должна быть большая организация в том, как регулируется транспорт внутри клетки, и теперь мы знаем намного больше о том, как это происходит."
Исследование, опубликованное сегодня в журнале Current Biology, имеет значение для будущих методов лечения травм спинного мозга и нервов, а также нейродегенеративных заболеваний. Среди соавторов: Малан Сильва, получивший докторскую степень в Рутгерском университете; Винни Чжан, Себастьян Беллотти и Ясмин Рамадан, получившие степень бакалавра в Рутгерском университете; и профессор Морин М. Барр, возглавляющий лабораторию Барра в Институте генетики человека в Нью-Джерси и факультет генетики Школы гуманитарных и естественных наук.
По словам О’Хагана, магистрали внутри клеток называются микротрубочками, а белки, называемые кинезинами и динеинами, действуют как моторы и по сути являются грузовыми автомобилями в клетках. Моторные белки перемещают грузы по магистралям микротрубочек, но центральным вопросом клеточной биологии является то, как организован внутриклеточный транспорт и системы магистралей. Вопросы включают в себя, как моторные белки знают, куда идти и насколько быстро им нужно двигаться.
Команда под руководством Рутгерса изучила C. elegans, микроскопического круглого червя, и изучил микротрубочки в ресничках — волосовидных органеллах, которые выступают из клеток и выполняют сенсорные задачи.
Ученые обнаружили, что TTLL-11 — это фермент, который ставит дорожные знаки, состоящие из глутамата аминокислоты, на магистрали микротрубочек, чтобы регулировать скорость грузовиков с белком. По словам О’Хагана, CCPP-1 — это фермент, который устраняет эти дорожные знаки с глутаматом, когда их слишком много.
«Работая вместе, они, кажется, регулируют скорость двигателей, которые перемещают грузы по микротрубным магистралям», — сказал он.
Ученые также обнаружили, что глутаматы могут также действовать как знак «строящаяся дорога», изменяя структуру шоссе, сказал он.
Интересно, что эти ферменты участвуют в дегенерирующих клетках, которые имеют решающее значение для зрения, а также в нейронах, сказал О’Хаган.
По его словам, исследование предполагает, что будущие методы лечения, нацеленные на эти ферменты, могут противодействовать нейродегенеративным заболеваниям или повреждению нервов, включая травмы спинного мозга.
«Картина, которая вырисовывается в результате исследований нашей и других лабораторий, заключается в том, что для того, чтобы нейроны регенерировали после травмы или выживали в мозге, они должны иметь возможность реорганизовать свои микротрубчатые магистрали и грузовые автомобили, чтобы доставлять нужные грузы. чтобы восстановить или поддержать камеру », — сказал он.
«Еще многое предстоит открыть», — добавил он. «Наш следующий шаг — посмотреть, как это работает в спинном мозге у млекопитающих, поэтому мы начали исследования нейронов спинного мозга крыс."