Badacze z Uniwersytetu w Lipsku oraz Charité – Universitätsmedizin Berlin zidentyfikowali kluczowy mechanizm regulujący apetyt i masę ciała, który pomaga mózgowi w kontrolowaniu uczucia głodu. Zespół naukowców pracujących w ramach projektu SFB1423 „Strukturalna dynamika aktywacji i transdukcji sygnałów GPCR” wykazał, w jaki sposób białko MRAP2 (Melanocortin-2-Receptor-Accessory Protein 2) wpływa na funkcję receptora MC4R (Melanocortin-4-Receptor), pełniącego centralną rolę w regulacji apetytu i bilansu energetycznego organizmu.
Wyniki badania opublikowano w czasopiśmie Nature Communications.
Mechanizm działania receptora MC4R
Receptor MC4R to kluczowy element układu regulującego apetyt, aktywowany przez peptydowe hormony z grupy MSH. Mutacje w genie kodującym MC4R należą do najczęstszych genetycznych przyczyn ciężkiej otyłości. Dzięki wcześniejszym analizom struktury 3D aktywnego receptora, w połączeniu z ligandami i lekami takimi jak setmelanotyd (setmelanotide) – zatwierdzony już lek działający poprzez aktywację MC4R i hamowanie uczucia głodu – badacze mogli teraz zrozumieć nowe dane funkcjonalne.
„Jesteśmy dumni, że nasz zespół z SFB1423 przyczynił się do poznania mechanizmu transportu tego receptora i jego dostępności w komórkach” – podkreśliła prof. Annette Beck-Sickinger, kierująca projektem SFB1423.
Nowa rola białka MRAP2
Zespół badaczy wykorzystał zaawansowane techniki mikroskopii fluorescencyjnej i obrazowania pojedynczych komórek, aby zidentyfikować wpływ MRAP2 na zachowanie MC4R w neuronach. Stwierdzono, że MRAP2 odgrywa kluczową rolę w transporcie receptora na powierzchnię komórki, gdzie może on skuteczniej przekazywać sygnały tłumiące apetyt.
To odkrycie ujawnia nowy poziom regulacji w systemie kontroli łaknienia i otwiera perspektywy opracowania nowych strategii terapeutycznych. Leki, które będą w stanie naśladować lub modulować działanie MRAP2, mogą w przyszłości pomóc w leczeniu otyłości oraz zaburzeń metabolicznych.
Prof. Heike Biebermann z Instytutu Eksperymentalnej Endokrynologii Pediatrycznej Charité, współkierująca badaniem, podkreśliła znaczenie interdyscyplinarnej współpracy między ośrodkami w Niemczech, Kanadzie i Wielkiej Brytanii, która umożliwiła integrację wyników uzyskanych z różnych modeli i metod badawczych.
Dr Paolo Annibale z Uniwersytetu St. Andrews w Wielkiej Brytanii dodał, że praca była „fascynującą okazją do zastosowania zaawansowanych technik bioobrazowania w kontekście fizjologicznie istotnym” i stanowi ważny krok w kierunku zrozumienia molekularnych procesów zachodzących w komórkach nerwowych.
O projekcie SFB1423
Sonderforschungsbereich (SFB) 1423 to czteroletni program finansowany przez Niemiecką Fundację Nauki (DFG), który łączy ekspertów z Uniwersytetu w Lipsku, Uniwersytetu Marcina Lutra w Halle-Wittenberdze, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Uniwersytetu Heinricha Heinego w Düsseldorfie oraz Uniwersytetu w Moguncji. Celem projektu jest zrozumienie wpływu strukturalnej dynamiki receptorów GPCR na ich funkcję. W ramach konsorcjum realizowanych jest 19 podprojektów z zakresu biochemii, biologii strukturalnej, farmakologii molekularnej i bioinformatyki.
Źródło: Nature Communications, „MRAP2 modifies the signaling and oligomerization state of the melanocortin-4 receptor”
DOI: 10.1038/s41467-025-63988-w
