En samling, eller klumpar, av proteiner framhävs genom fluorescerande gula prickar i en kontrollgrupp (vänster) och i en pals-22-genstam (höger) där nästan ingen proteinaggregation är synlig. Kredit:UC San Diego
Balans är nyckeln till många fysiologiska funktioner och det gäller särskilt vid produktion och reglering av proteiner. En balans av proteiner i celler hjälper till att upprätthålla hälsan, men en ohälsosam klumpa kan leda till en mängd olika sjukdomar, inklusive de som är kopplade till åldrande som Alzheimers.
Forskare vid University of California San Diego som studerar hur djur reagerar på infektioner har hittat en ny väg som kan hjälpa till att tolerera stressfaktorer som skadar proteiner.
Namnge vägen det intracellulära patogensvaret eller "IPR, "Forskarna säger att det är ett nyupptäckt sätt för djur att klara av vissa typer av stress och attacker, inklusive värmechock.
Studien, publicerad 2 nov in Aktuell biologi , leddes av Kirthi Reddy i Emily Troemels labb, en professor i sektionen för cell- och utvecklingsbiologi vid UC San Diegos avdelning för biologiska vetenskaper.
Forskarna studerade hur spolmaskar ( C. elegans ) reglerar uttrycket av gener som aktiveras av infektion med mikrosporidier, som är naturliga intracellulära patogener hos maskar såväl som människor.
"De arter av mikrosporidier vi studerar växer bara inne i maskens tarm - de kan inte växa utanför, sa Troemel. C. elegans har en transparent kroppsplan, som underlättar titta på mikrosporidier, hur det växer och vad det gör med värdceller. Senast har vi fokuserat på hur C. elegans sätter på IPR-gener som svar på mikrosporidier och värmestress."
Under studien, genetisk screening avslöjade identiteten för pals-22, en gen som används av rundmaskar för att reglera genuttrycket i IPR-vägen. Spolmaskmutanter av pals-22 har alltid IPR-gener på, vilket ger ökad tolerans mot värmechock och andra typer av stress. Dessa IPR-effekter verkar vara oberoende av tidigare beskrivna vägar. Forskarna säger att upptäckten har konsekvenser för många sjukdomar relaterade till proteinackumulering eftersom jämförbara gener ofta kan kopplas ihop hos människor.
Upptäckten av immateriella rättigheter är så pass färsk att forskarna fortfarande behöver mer analys för att förstå hur det faktiskt fungerar. De första idéerna är att IPR hjälper till att markera skadade proteiner inuti celler.
"Vid denna tidpunkt antar vi att IPR-vägen innebär att sätta taggar på proteiner för att skicka dem till proteasomen, som är den cellulära papperskorgen, ", sa Troemel. "Vi testar aktivt den här modellen med målet att vi ska dechiffrera ett nytt sätt att djur kan hantera stress."