Η μελέτη ρίχνει φως στο πώς οι πρωτεΐνες Scramblase αναδιατάξουν τις κυτταρικές μεμβράνες
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Communications, επικεντρώνεται ειδικά σε μια πρωτεΐνη Scramblase που ονομάζεται TMEM16F.
«Η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας του Scramblases έχει μεγάλη ιατρική σημασία», δήλωσε ο Gustavo Vasquez, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Τμήμα Φυσικής στο Illinois και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. "Η μη φυσιολογική δραστηριότητα ή η ρύθμιση των scramblases έχει συνδεθεί με διάφορες ιατρικές καταστάσεις, συμπεριλαμβανομένων των νευρολογικών διαταραχών, των μυϊκών δυστροφιών και ακόμη και ορισμένων τύπων καρκίνου".
Οι Scramblases βρίσκονται στην κυτταρική μεμβράνη και στη λειτουργία για να διατηρήσουν την ισορροπία του. Το κάνουν με την ανατροπή των λιπιδίων (λιπαρών οξέων) από τη μία πλευρά της μεμβράνης στο άλλο. Αυτή η ενέργεια βοηθά στην επισκευή των κατεστραμμένων μεμβρανών.
"Αυτό που βρήκαμε είναι ότι οι Scramblases δημιουργούν πόρους μεμβράνης αρκετά μεγάλους ώστε να επιτρέψουν σε ολόκληρη την ομάδα των λιπιδίων να περάσει", δήλωσε ο Vasquez. "Στην πραγματικότητα, μπορέσαμε να δείξουμε ότι τα περισσότερα από τα λιπίδια αναποδογυρίστηκαν από αυτόν τον μηχανισμό."
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια τεχνική γνωστή ως "μεταφορά ενέργειας συντονισμού Förster" ή FRET, για να μετρήσουν τις μεταβολές στην απόσταση μεταξύ δύο φθορίζουσων χρωστικών που συνδέονταν με τις αντίθετες πλευρές της μεμβράνης.
"Χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνική, θα μπορούσαμε να δούμε ότι η μεμβράνη επεκτάθηκε και αναθέτει", δήλωσε ο Leonid Chernomordik, καθηγητής φυσικής στο Ιλλινόις και συν-συγγραφέας της μελέτης. "Αυτή η αλλαγή στο σχήμα της μεμβράνης δεν ήταν τυχαία, αλλά μάλλον ακολούθησε ένα συγκεκριμένο μοτίβο."
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι το Scramblase λειτουργεί με συνεταιριστικό τρόπο, με πολλαπλές πρωτεΐνες να συνεργάζονται για να δημιουργήσουν τους πόρους της μεμβράνης.
"Είναι πιθανό οι πρωτεΐνες Scramblase να αυτο-συναρμολογούνται σε ένα μεγαλύτερο σύμπλεγμα που δρα σαν μια μηχανή για να αναστρέψει τα λιπίδια", δήλωσε ο Vasquez. "Αυτό το εύρημα έχει σημαντικές επιπτώσεις για το σχεδιασμό φαρμάκων που στοχεύουν σε scramblases, καθώς υποδηλώνει ότι τα φάρμακα που στοχεύουν στη συναρμολόγηση του συμπλόκου μπορεί να είναι πιο αποτελεσματικά από αυτά που στοχεύουν τις μεμονωμένες πρωτεΐνες".
Οι ερευνητές εργάζονται τώρα για να κατανοήσουν τη μοριακή δομή του συμπλέγματος Scramblase και πώς αλληλεπιδρά με την κυτταρική μεμβράνη.
"Αυτό το έργο παρέχει μια σταθερή βάση για την κατανόηση του τρόπου λειτουργίας αυτών των σημαντικών πρωτεϊνών και του τρόπου με τον οποίο η δραστηριότητά τους μπορεί να ελεγχθεί", δήλωσε ο Chernomordik.
