Οι ερευνητές συντονίζονται σε ζευγάρια πρωτεϊνών:Η ομάδα ποσοτικοποιεί τον τρόπο με τον οποίο οι μεταλλάξεις επηρεάζουν τα βακτήρια σηματοδότησης κυττάρων

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια του Σαν Ντιέγκο έχουν αναπτύξει έναν τρόπο να μετρήσουν πώς οι μεταλλάξεις σε ένα ζευγάρι πρωτεϊνών επηρεάζουν την κυτταρική σηματοδότηση σε βακτήρια. Η μέθοδος θα μπορούσε να βοηθήσει στον εντοπισμό μεταλλάξεων που καθιστούν τα βακτήρια ανθεκτικά σε αντιβιοτικά ή άλλες θεραπείες και θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για το σχεδιασμό νέων φαρμάκων που στοχεύουν συγκεκριμένα ζευγάρια πρωτεϊνών.

"Ενδιαφέρουμε να κατανοήσουμε πώς οι μεταλλάξεις στις πρωτεΐνες μπορούν να επηρεάσουν τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα επικοινωνούν μεταξύ τους", δήλωσε ο Jeff Hasty, καθηγητής βιοϊατρικής στο UC San Diego και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης, που δημοσιεύθηκε στις 10 Νοεμβρίου στο περιοδικό Molecular Systems Biology. "Αυτό είναι σημαντικό επειδή θα μπορούσε να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε πώς οι μεταλλάξεις συμβάλλουν σε ασθένειες, όπως ο καρκίνος και πώς να αναπτύξουμε νέες θεραπείες για να στοχεύσουμε αυτές τις μεταλλάξεις".

Στη μελέτη, ο Hasty και η ομάδα του επικεντρώθηκαν σε ένα ζευγάρι πρωτεϊνών που ονομάζονται Luxr και Luxi, οι οποίες εμπλέκονται στην κυτταρική σηματοδότηση στο βακτήριο Vibrio Fischeri. Το V. Fischeri είναι ένα βιοφωταύγειο βακτήριο που ζει στα ελαφρά όργανα ορισμένων ψαριών και καλαμιών. Όταν τα κύτταρα V. fischeri εκτίθενται σε ένα συγκεκριμένο χημικό, luxr και luxi αλληλεπιδρούν για να ενεργοποιήσουν ένα γονίδιο που παράγει λουσιφεράση, ένα ένζυμο που εκπέμπει φως.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια τεχνική που ονομάζεται μεταφορά ενέργειας συντονισμού φθορισμού (FRET) για να μετρήσει την αλληλεπίδραση μεταξύ LuxR και Luxi. Το FRET είναι μια διαδικασία στην οποία η ενέργεια μεταφέρεται από ένα μόριο φθορισμού σε άλλο. Οι ερευνητές προσαρμόζουν ένα φθορίζον μόριο σε Luxr και ένα άλλο σε Luxi και στη συνέχεια χρησιμοποίησαν ένα μικροσκόπιο για να μετρήσουν την ποσότητα μεταφοράς ενέργειας μεταξύ των δύο μορίων.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι μεταλλάξεις είτε στο LUXR είτε στο LUXI θα μπορούσαν να επηρεάσουν την αλληλεπίδραση μεταξύ των δύο πρωτεϊνών και ότι η ισχύς της αλληλεπίδρασης συσχετίστηκε με το επίπεδο της παραγωγής φωτός. Αυτό υποδηλώνει ότι οι μεταλλάξεις που παρεμβαίνουν στην αλληλεπίδραση μεταξύ LUXR και LUXI θα μπορούσαν να κάνουν τα κύτταρα V. fischeri να ανταποκρίνονται λιγότερο στο χημικό σήμα που ενεργοποιεί την παραγωγή φωτός.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι οι μεταλλάξεις στο Luxr και το Luxi θα μπορούσαν να έχουν διαφορετικά αποτελέσματα ανάλογα με το πλαίσιο στο οποίο συνέβησαν. Για παράδειγμα, μια μετάλλαξη που παρεμβαίνει στην αλληλεπίδραση μεταξύ Luxr και Luxi σε ένα στέλεχος του V. fischeri δεν είχε το ίδιο αποτέλεσμα σε άλλο στέλεχος. Αυτό υποδηλώνει ότι οι επιδράσεις των μεταλλάξεων μπορεί να εξαρτώνται από το περιβάλλον και ότι είναι σημαντικό να εξεταστεί το συγκεκριμένο περιβάλλον στο οποίο συμβαίνει μια μετάλλαξη κατά την ερμηνεία των αποτελεσμάτων του.

"Η μελέτη μας παρέχει έναν τρόπο μέτρησης των επιπτώσεων των μεταλλάξεων στις αλληλεπιδράσεις πρωτεϊνών με ποσοτικό τρόπο", δήλωσε ο Hasty. "Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε πώς οι μεταλλάξεις συμβάλλουν στην ασθένεια και πώς να σχεδιάσουμε νέες θεραπείες για να στοχεύσουν αυτές τις μεταλλάξεις".

Εκτός από τον Hasty, η μελέτη συν-συγγραφέται επίσης από τον φοιτητή του UC San Diego Alexander Wong και τον μεταδιδακτορικό ερευνητή Michael Harrington. Η μελέτη υποστηρίχθηκε από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας.