• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Białko parkin chroni neurony i źródła ich energii

    26.08.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Wyniki ostatnich badań ujawniły, że uszkodzenia genów wiązanych z chorobą Parkinsona (PD) są przyczyną około 10% przypadków zachorowań na tę chorobę, podczas gdy wyniki inny badań pokazują, że uszkodzone mitochondria (określane często jako elektrownie komórek) mogą być jej kolejną przyczyną. Wyniki badań prowadzonych przez naukowców w Niemczech łączą obydwa zjawiska, skutecznie wykazując wagę dwóch genów powiązanych z chorobą Parkinsona w utrzymywaniu funkcji mitochondrialnej. Wyniki badań opisano w czasopiśmie Journal of Biological Chemistry.

    "Choroby takie jak Parkinson, w których przynajmniej część przypadków jest niewątpliwie powiązana z dysfunkcją określonych genów, stanowią obiecujący cel badań naukowych" - wyjaśnia biochemik, dr Konstanze Winklhofer z Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) w Monachium. "Kiedy poznamy funkcję tych genów, będziemy mogli zdobyć wiele informacji na temat przyczyn choroby, jej rozwoju i możliwych nowych sposobów leczenia."

    PD jest skutkiem degeneracji neuronów w obszarze mózgu, który jest odpowiedzialny za ruch. Ocenia się, że na całym świecie cierpi na tę chorobę 4 miliony osób, a jej objawy obejmują niekontrolowane drgawki, sztywność mięśni, powolność (lub utratę) ruchu i przygarbioną postawę. Zaatakowane neurony znajdują się w istocie czarnej i normalnie wytwarzają neuroprzekaźnik zwany dopaminą, a utrata kontroli nad ruchem wynika po części z zaburzenia równowagi dopaminy.

    Dokładne przyczyny PD nie są znane, a mechanizmy powodujące uśmiercenie neuronów zostały wyjaśnione tylko częściowo. Przypuszcza się, że u chorych na PD zachodzi niefortunne połączenie genetycznych predyspozycji i historii znajdowania się pod wpływem pewnych czynników środowiskowych. Choroba zwykle dotyka osoby między 60 a 70 rokiem życia, ale mutacje w genie wykazującym ekspresję białka parkin zostały powiązane z wczesnym pojawieniem się PD.

    W ramach ostatnich badań, dr Winklhofer wraz z zespołem sprawdzała w szczególności związek między dwoma genami kojarzonymi z PD i ich wpływ na mitochondria. "Upośledzone funkcjonalnie mitochondria uznano za przyczynę choroby Parkinsona na początku lat 80 XX w." - wyjaśnia dr Winklhofer.

    Wyniki poprzednich badań wykazały, że mitochondria, które wytwarzają energię i regulują śmierć komórki, biorą udział w utracie neuronów wytwarzających dopaminę. Naukowcy skoncentrowali się na roli genu PINK1 związanego z PD oraz białka parkin w utrzymywaniu mitochondriów.

    Poprzednie badania pokazały, że utrata funkcji PINK1 prowadzi do uszkodzenia mitochondriów. W ramach ostatnich badań naukowcy odkryli, że samo białko parkin również odgrywa rolę w utrzymaniu integralności mitochondriów. Stwierdzili również, że dysfunkcja PINK1 lub białka parkin powoduje rozpad mitochondriów, co z kolei prowadzi do utraty źródła energii.

    "Nasze wyniki potwierdzają również wysoki potencjał neuroochronny białka parkin" - mówi dr Winklhofer. "Zaobserwowaliśmy, że parkin kompensuje dysfunkcję PINK1, ale mechanizm ten nie działa już w odwrotnym kierunku." Odkrycia dostarczają dalszych informacji na temat roli parkin, które jak stwierdzono już w poprzednich badaniach chroni neurony narażone na stres.

    Badania również wykazały, że nadaktywność parkin lub PINK1 w komórkach człowieka, nie powoduje rozpadu mitochondriów. Wyniki różnią się od odkryć poczynionych w poprzednich badaniach tych samych czynników u muszek owocówek. Autorzy przypuszczają, że jednym z powodów może być fakt, że owady i ludzie mogą usuwać dysfunkcyjne mitochondria w odmienny sposób.

    Obecne stosowane terapie PD leczą objawy poprzez zastępowanie dopaminy. Należy mieć nadzieję, że poznanie sposobu funkcjonowania genów powiązanych z PD pozwoli naukowcom zidentyfikować nowe cele terapeutyczne, dzięki którym uda się zapobiegać utracie neuronów wytwarzających dopaminę.

    Jak czytamy w artykule przyszłe badania skupią się na poznaniu funkcjonalnej zależności między PINK1 a parkin oraz na kompensacyjnych ścieżkach, które uruchamiane są w przypadku nieodpowiedniego funkcjonowania PINK1 bądź parkin.

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Ludwig-Maximilians-Universität Mßnchen:
    http://www.en.uni-muenchen.de

    Journal of Biological Chemistry:
    http://www.jbc.org/

    Źródło danych: Ludwig-Maximilians-Universität MĂźnchen: Journal of Biological Chemistry
    Referencje dokumentu: Lutz A.K., et al. (2009) Loss of parkin or PINK1 function increases DRP1-independent mitochondrial fragmentation. Journal of Biological Chemistry 284:22938-51. DOI: 10.1074/jbc.M109.035774.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Parkin lub Perkin to miękkie ciasto tradycyjnie robione z płatków owsianych oraz podobnego do melasy czarnego syropu, który powstał w Północnej Anglii. Często kojarzony jest z Yorkshire, zwłaszcza z okolicami Leeds. Początki tego dania nie są dokładnie znane, ale cieszy się on popularnością w innych rejonach, np. Lancashire. Parkin jest zazwyczaj wilgotny lub nawet czasami lepki. W Hull i wschodnim Yorkshire jest bardziej suchy niż w innych rejonach i fakturą przypomina biszkopt. Parkin jest tradycyjnie spożywany 5 listopada, w dniu Guya Fawkesa, cieszy się uznaniem również przez resztę roku. W całym hrabstwie Yorkshire wypiekany jest komercyjnie, w innych rejonach jako produkt na użytek własny. Wiarygodność rozpoznań wprowadza trudności w zmierzeniu względnego wpływu genów i środowiska (przykładowo, objawy w pewnym stopniu pokrywają się z chorobą dwubiegunową i wielką depresją), ale wyniki badań wskazują na to, że czynniki genetyczne w połączeniu ze środowiskowymi są ważnymi czynnikami etiologicznymi schizofrenii. Wyniki badań wykazują, że przyczyny powstania schizofrenii mają silną komponentę dziedziczną, ale początek choroby jest pod silnym wpływem czynników środowiskowych i stresorów. Hipoteza wrodzonej podatności na zranienie (diatezy) u niektórych ludzi, która może być ujawniona przez biologiczne, psychologiczne i środowiskowe stresory jest znana jako model stresu i diatezy (lub encefalopatii). Model wskazujący na istotność czynników biologicznych, psychologicznych i społecznych nosi nazwę "biopsychosocjalnego". Historia badań nad przewlekłą obturacyjną chorobą płuc – przewlekła obturacyjna choroba płuc jest poważnym problemem medycznych. Jest to choroba przewlekła i nieuleczalna. Szacuje się, że ponad 10% osób w wieku >40 lat jest dotkniętych tą chorobą. Jest ona związana głównie z paleniem tytoniu, ale inne czynniki, w tym również genetyczne, biorą w udział w patogenezie. Poniżej przedstawiono zarys badań, które na przestrzeni lat doprowadziły do lepszego poznania i zrozumienia mechanizmów POChP.

    Geny kodujące białka mechanizmów naprawy DNA człowieka: DNA komórki jest stale narażone na czynniki uszkadzające. Sprawnie działające mechanizmy naprawy DNA funkcjonują w komórkach organizmów zarówno prokariotycznych jak i eukariotycznych. Badania genomu ludzkiego pozwoliły zidentyfikować szereg genów kodujących białka biorące udział w różnorodnych mechanizmach naprawy DNA. Poznano dotąd ponad 130 genów o takiej, udowodnionej lub prawdopodobnej, funkcji. Nowe geny naprawy DNA są ciągle odkrywane dzięki badaniom porównawczym sekwencji genów człowieka i homologów tych genów u organizmów modelowych, takich jak E. coli i S. cerevisiae. Badania te mają znaczenie dla medycyny, ponieważ do tej pory zidentyfikowano już kilkanaście chorób, w których patogenezie mają udział niesprawne mechanizmy naprawy DNA. Stereotaktyczne przeszczepy tkankowe istoty czarnej – eksperymentalna metoda leczenia choroby Parkinsona. Podejmowane dotychczas próby polegały na próbach transplantacji płodowej tkanki śródmózgowia zawierającej neurony dopaminergiczne do prążkowia chorych na chorobę Parkinsona. Przy założeniu że komórki dopaminergiczne mogą przeżyć i wytworzyć synapsy z innymi neuronami w mózgu biorcy, zaczną wytwarzać dopaminę i że mózg biorcy będzie mógł korzystać z niej w neurotransmisji na uszkodzonych przez proces chorobowy szlakach, metoda ta mogłaby być uznana za metodę leczenia przyczynowego schorzenia. Badania PET u biorców wykazały wzrost wychwytu znakowanej fluorem L-dopy w prążkowiu, obserwowano też poprawę kliniczną, zwłaszcza u młodszych pacjentów. U pacjentów którzy zmarli w czasie obserwacji badanie neuropatologiczne potwierdziło przyjęcie przeszczepu.

    Nowotwór (łac. neoplasma, skrót npl – z greckiego neoplasia) – grupa chorób, w których komórki organizmu dzielą się w sposób niekontrolowany przez organizm, a nowo powstałe komórki nowotworowe nie różnicują się w typowe komórki tkanki. Utrata kontroli nad podziałami jest związana z mutacjami genów kodujących białka uczestniczące w cyklu komórkowym: protoonkogenów i antyonkogenów. Mutacje te powodują, że komórka wcale lub niewłaściwie reaguje na sygnały z organizmu. Powstanie nowotworu złośliwego wymaga kilku mutacji, stąd długi, ale najczęściej bezobjawowy okres rozwoju choroby. U osób z rodzinną skłonnością do nowotworów część tych mutacji jest dziedziczona. Historia odkrycia i badań nad stwardnieniem guzowatym: Historia odkrycia stwardnienia guzowatego i badań nad tą chorobą liczy dopiero niecałe 200 lat. Stwardnienie guzowate (tuberous sclerosis, tuberous sclerosis complex, TSC) jest rzadką, wielonarządową chorobą genetyczną, w której rozwijają się łagodne guzy mózgu i guzy innych ważnych życiowo narządów: nerek, serca, oczu, płuc i skóry. Zespół objawów może obejmować napady drgawkowe, opóźnienie rozwoju, zaburzenia behawioralne i schorzenia dermatologiczne, a także objawy wynikające z zajęcia płuc i nerek. TSC może być spowodowane mutacją w jednym z dwóch genów: TSC1 i TSC2 , kodujących, odpowiednio, hamartynę i tuberynę. Oba geny należą do genów supresorowych (antyonkogenów), gdyż funkcją kodowanych przez nie białek jest regulacja cyklu komórkowego i procesu różnicowania komórek. W przeszłości zachorowania na tę chorobę traktowano jak ciekawe przypadki kazuistyczne; obecnie, badaniom nad patogenezą TSC przypisuje się istotne znaczenie w poznawaniu procesu nowotworzenia i supresji nowotworów.

    Informacja geologiczna - dane i próbki geologiczne wraz z wynikami ich przetworzenia i interpretacji, w szczególności przedstawione w dokumentacjach geologicznych oraz zapisane na informatycznych nośnikach danych (art. 6 ust. 1 pkt 2 PGG). "Pochodzą one zarówno z badań geologicznych (metody, wyniki, sporządzone mapy, dane tabelaryczne, wyniki analiz i syntez), jak i z etapu projektowania badań oraz ich dalszego przetworzenia i interpretacji (czyli dalszych badań, analiz, syntez itd.)".
    Konferencja naukowa – spotkanie grupy naukowców, praktyków i osób zainteresowanych pewnym działem nauki. W ramach spotkania referowane są wyniki badań naukowych lub odbywa się seria krótkich wykładów monograficznych i dyskusji na określony temat. Konferencje, obok publikacji, są jedną z dwóch podstawowych form prezentowania i dyskutowania wyników badań naukowych. Wystąpienia na konferencjach naukowych, w których prezentuje się swoje wyniki badań są nazywane prezentacjami, komunikatami, doniesieniami wstępnymi, referatami. Materiały konferencji mogą być publikowane.

    Jądro komórkowe, nukleus - otoczone błoną organellum obecne we wszystkich komórkach eukariotycznych, z wyjątkiem tych, które wtórnie je utraciły w trakcie różnicowania, np. dojrzałe erytrocyty ssaków. Zawiera większość materiału genetycznego komórki, zorganizowanego w postaci wielu pojedynczych, długich nici DNA związanych z dużą ilością białek, głównie histonowych, które razem tworzą chromosomy. Geny zlokalizowane w chromosomach stanowią genom komórki. Funkcją jądra komórkowego jest przechowywanie i powielanie informacji genetycznej oraz kontrolowanie czynności komórki, poprzez regulowanie ekspresji genów. Główne struktury, które obecne są w budowie jądra komórkowego to błona jądrowa, podwójna membrana otaczająca całe organellum i oddzielająca je od cytoplazmy oraz blaszka jądrowa, sieć delikatnych włókienek białkowych utworzonych przez laminy, stanowiących rusztowanie dla jądra i nadających mu wytrzymałość mechaniczną. Błona jądrowa jest nieprzepuszczalna dla większości cząsteczek, dlatego obecne są w niej pory jądrowe. Są to kanały przechodzące przez obie błony, umożliwiające transport jonów i innych cząstek. Transport większych cząstek, takich jak białka, jest ściśle kontrolowany i zachodzi na zasadzie transportu aktywnego, kontrolowanego przez białka transportowe. Transport jądrowy jest kluczowy dla funkcjonowania komórki, ponieważ przemieszczanie cząstek poprzez błonę jądrową wymagane jest zarówno przy zarządzaniu ekspresją genów oraz utrzymywaniu chromosomów.

    Dodano: 26.08.2009. 15:11  


    Najnowsze