Gen lyst – nowe spojrzenie na choroby układu odpornościowego, mózgu i metabolizmu
Nowe badania naukowców z Uniwersytetu Teksańskiego w Arlington rzucają światło na nieoczekiwaną rolę znanych genów odpowiedzi na stres w usuwaniu martwych komórek w warunkach stresu. Odkrycie to może przyczynić się do lepszego zrozumienia chorób wpływających na układ odpornościowy, mózg oraz metabolizm.
– Organizm nieustannie tworzy nowe komórki i usuwa stare, które obumarły – wyjaśnia Aladin Elkhalil, główny autor badania i doktorant trzeciego roku w laboratorium prof. Piyi Ghose. – Usuwanie martwych komórek jest równie ważne jak tworzenie nowych. Jeśli organizm nie potrafi się ich skutecznie pozbywać, może to prowadzić do licznych problemów zdrowotnych.
Badania opublikowane w recenzowanym czasopiśmie naukowym PLoS Genetics zostały przeprowadzone na nicieniu Caenorhabditis elegans (C. elegans). Ten mały, przezroczysty organizm stanowi popularny model w badaniach genetycznych, ponieważ jego budowa umożliwia bezpośrednie obserwacje zachowania komórek, w tym procesu ich śmierci. Zespół badawczy – dr Piya Ghose, Elkhalil oraz doktorant Alec Whited – wykorzystał te właściwości w innowacyjny sposób.
– To było ekscytujące badanie – mówi Ghose. – Pokazuje, jak stres łączy się z zachowaniem komórek. Fascynujące jest to, że komórki potrafią dostosować się do zmieniających się warunków i wciąż realizować swoje funkcje. Zrozumienie tego procesu jest kluczowe dla prawidłowej fizjologii i rozwoju.
Naukowcy analizowali geny odpowiedzi na stres – z których wiele ma ludzkie odpowiedniki – w nowym kontekście: usuwania umierających komórek. Dzięki technologii edycji genów CRISPR/Cas9 udało im się zidentyfikować specyficzny szlak odpowiedzi na stres, aktywowany podczas procesu oczyszczania organizmu z martwych komórek.
Korzystając z zaawansowanego obrazowania na żywo, badacze mogli obserwować w czasie rzeczywistym kluczowe elementy mechanizmu oczyszczania komórkowego. Zobaczyli, kiedy i w jaki sposób aktywowane są geny związane ze stresem oraz oczyszczaniem podczas usuwania komórek.
Zidentyfikowano kluczowy gen, którego ludzki odpowiednik – lyst – związany jest z zespołem Chediaka-Higashiego. To rzadka choroba, w której komórki mają trudność z usuwaniem pozostałości komórkowych, co prowadzi do poważnych zaburzeń odporności.
– Jednym z naszych najciekawszych odkryć jest fakt, że gen lyst u nicieni jest kontrolowany przez klasyczne geny odpowiedzi na stres – co wcześniej nie było znane – mówi Elkhalil. – Fascynujące pytanie brzmi: dlaczego taki szlak w ogóle istnieje? To otwiera ekscytującą drogę do dalszych badań.
Projekt został sfinansowany przez Cancer Prevention Research Institute of Texas (CPRIT) (RR100091) oraz National Institutes of Health–National Institute of General Medical Sciences (R35GM142489).
Źródło: PLOS Genetics, University of Texas at Arlington
