• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Przełom w rozpoznaniu przyczyny infekcji bakteryjnych

    24.04.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Europejscy naukowcy zidentyfikowali 39 białek, które wchodzą w interakcje z toksynami bakterii w zakażonych komórkach człowieka, przyczyniając się tym samym do znacznego pogłębienia wiedzy na temat źródeł infekcji bakteryjnych. Odkrycie, sfinansowane w części ze środków unijnych w ramach projektu "Proteom interakcji " może wskazać nowe cele w leczeniu chorób człowieka w przyszłości. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Cell Host and Microbe.

    Wiele bakterii, które mogą się dostać do organizmu, na przykład po zwykłym dotknięciu klamki od drzwi, wytwarza toksyny mogące uszkodzić zainfekowane komórki. Kilka bakterii wprowadza toksyny do komórek człowieka za pomocą systemu, który działa podobnie do molekularnej strzykawki. Po przedostaniu się do komórki żywiciela, niektóre z tych toksyn zakłócają podstawowe ścieżki sygnalizacyjne komórki, biorące udział w ważnych procesach takich jak podział komórki. Ścieżki te są kontrolowane w znacznym stopniu przez proste interakcje białko-białko. Bakterie mogą się wówczas rozmnażać i utrzymywać przy życiu, wykorzystując mechanizm komórkowy ludzkiego żywiciela.

    Wyniki nowych badań stanowią znaczący krok naprzód, gdyż do tej pory zaledwie kilka białek, które oddziałują wzajemnie z toksynami, zostało opisanych przez naukowców. Za pomocą nowej metody opracowanej przez profesora Matthiasa Manna z Instytutu im. Maxa Plancka (MPI) w Niemczech, która wykorzystuje wysokiej rozdzielczości spektrometrię mas, naukowcy byli w stanie przeglądać kilka białek jednocześnie, badając cele toksyn w komórkach.

    Zespół posłużył się proteomiką ilościową, aby wykorzystać uzyskane wyniki. Proteomika ilościowa, której zadaniem jest generowanie informacji ilościowej na temat wszystkich białek w ramach badania, została uznana za wszechstronny sposób badania interakcji białko-białko (interakcje, które, jak się uważa, odgrywają kluczową rolę w molekularnej patogenezie chorób zakaźnych).

    Dr Matthias Selbach z Centrum Medycyny Molekularnej im. Maxa DelbrĂźcka (MDC) w Niemczech był zaskoczony odkryciem, że toksyny niekoniecznie przystosowywały się do struktur białek człowieka w najlepszy możliwy sposób, wiążąc się w rzeczywistości raczej słabo z ludzkim białkiem. Mimo to nadal mogą wpływać na wiele białek jednocześnie.

    "Pojedyncza toksyna bakterii wydaje się funkcjonować jak klucz uniwersalny, który może uzyskać dostęp równolegle do różnych białek komórek żywiciela" - wyjaśnił dr Selbach. "Być może z powodu tej strategii białka są w stanie zaatakować tak odmienne od siebie komórki, a przez to zwiększyć swoje szanse na przetrwanie w organizmie żywicielu." Dr Selbach sugeruje, że wyniki zespołu mogą przyczynić się do opracowania lepszych sposobów leczenia infekcji bakteryjnych, takich jak nowe leki oddziałujące na mechanizmy sygnalizacyjne zakłócone przez toksyny.

    "Proteom interakcji" to zintegrowany projekt w ramach tematu "Nauki o życiu, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR). To największy projekt proteomiczny w ramach 6PR z unijnym wsparciem na kwotę 12 mln EUR. Unia Europejska zapewnia znaczące wsparcie dla badań w dziedzinie proteomiki - nazwa łącząca słowa "białko" (ang. protein) i "genom", służąca za nazwę dyscypliny, która zajmuje się badaniem białek (np. ich funkcji i struktur) wytwarzanych przez komórki w dużej skali, wymagająca wysokowydajnej technologii.

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Proteom interakcji:
    http://www.interaction-proteome.org/

    Instytut Biochemii im. Maxa Plancka:
    http://www.biochem.mpg.de/index.html

    Centrum Medycyny Molekularnej im. Maxa DelbrĂźcka Berlin-Buch:
    http://www.mdc-berlin.de/en/

    Cell Host and Microbe:
    http://www.cellhostandmicrobe.com/

    Źródło danych: Centrum Medycyny Molekularnej im. Maxa DelbrĂźcka Berlin-Buch; Cell Host and Microbe
    Referencje dokumentu: Selbach, M et al. (2009) Host Cell Interactome of Tyrosine-Phosphorylated Bacterial Proteins, Cell Host & Microbe 5 (4): 397-403. DOI: 10.1016/j.chom.2009.03.004.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Instytut Molekularnej Biologii Komórki i Genetyki Maxa Plancka (ang. Max Planck Institute for Molecular Cell Biology and Genetics, niem. Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik) (MPI-CBG) – instytut naukowo-badawczy w dziedzinie biologii molekularnej, biochemii, genetyki oraz biologii komórki oraz rozwoju należący do Towarzystwa Maxa Plancka, zlokalizowany w Dreźnie w Niemczech. Proteom (z ang. protein component of the genome) – zestaw białek występujących w komórce, białkowy odpowiednik genomu. Termin ten po raz pierwszy został użyty w roku 1995 przez Valerie C. Wasinger. Badaniem proteomów zajmuje się proteomika. W przeciwieństwie do genomów, proteomy nieustannie zmieniają się w odpowiedzi na różne czynniki. Wiropeksja to sposób wirusów wnikania do komórki. Polega on na wykorzystaniu naturalnych mechanizmów komórki. W przypadku wirusa, kiedy przyłącza się on do komórki, ta "wyczuwając" znane jej białko wpuszcza agresora do cytoplazmy, dzięki czemu wirus może zaaplikować się w jej wnętrzu. Wirus ma białko takie samo jak komórka tylko na "wystających nitkach". To dzięki nim może wniknąć do środka komórki. Gdy owe "niteczki" zostaną na powierzchni komórki, w jej środku rozpoznawalne zaczyna być obce białko, które komórka niszczy. W ten sposób wirus "wpuszcza" do jądra komórkowego swój materiał genetyczny, który może się ulotnić z niszczonego przez komórkę kapsydu.

    RB (pRb, Rb) – białko kodowane przez gen supresorowy RB1. Gen RB1 jest zmutowany w wielu typach nowotworów człowieka. Nazwa białka RB pochodzi od siatkówczaka (retinoblastoma), nowotworu spowodowanego mutacjami w obydwu allelach kodującego białko genu RB1. Białko RB w komórkach jest obecne zazwyczaj jako fosfoproteina, i jest substratem reakcji fosforylacji przeprowadzanej przez liczne białka enzymatyczne z rodziny kinaz. Udowodnioną funkcją białka RB jest zapobieganie podziałowi komórki przez zatrzymanie cyklu komórkowego. Niefunkcjonalne białko RB nie zapobiega podziałom komórek, stąd udowodniony związek między mutacjami z utratą funkcji w genie RB1 a niekontrolowanymi podziałami komórek nowotworu. Kai Simons (ur. 24 maja 1938 w Helsinkach) – fiński profesor biochemii na stałe mieszkający i pracujący w Niemczech. Autor koncepcji raftów lipidowych, twórca pojęcia trans-Golgi network i jego roli w sortowaniu białek i lipidów. Współzałożyciel i współorganizator EMBL (European Molecular Biology Laboratory), ELSO, inicjator założenia Instytutu Molekularnej Biologii Komórki i Genetyki Maxa Plancka w Dreźnie. Autor ponad 350 artykułów naukowych.

    Kinazy białkowe – grupa kinaz, których substratami są białka. Enzymy te przeprowadzają reakcję fosforylacji cząsteczki specyficznego dla danej kinazy białka. Fosforylacja zwykle prowadzi do zmiany konformacji cząsteczki białka i, w konsekwencji, zmiany jego aktywności, zdolności do wiązania się z innymi białkami albo przemieszczenia cząsteczki w obrębie komórki. Do 30% białek podlega regulacji na tej drodze; większość szlaków metabolicznych komórki, zwłaszcza sygnalizacyjnych, angażuje enzymy z grupy kinaz białkowych. W ludzkim genomie zidentyfikowano kilkaset genów kodujących sekwencje aminokwasowe kinaz białkowych (około 2% wszystkich genow). Funkcja kinaz białkowych podlega wielostopniowej regulacji, również angażującej kinazy i fosfatazy białkowe; fosforylacja białka kinazy może zwiększać albo zmniejszać jej aktywność. Białka aktywatorowe lub inhibitorowe przez przyłączanie się do domen regulatorowych kinaz również wpływają na ich aktywność. Niektóre kinazy posiadają domenę regulatorową, którą same mogą fosforylować (autofosforylacja albo cis-fosforylacja). Kwaśne białko włókienkowe (GFAP z ang. Glial fibrillary acidic protein) – białko filamentów pośrednich, występujące w komórkach glejowych, m.in. w astrocytach, ale również w innych typach komórek, takich jak komórki Leydiga jądra i komórki gwiaździste wątroby. Opisane zostało w 1971 roku. Należące do typu III białek filamentów pośrednich, u ludzi kodowane jest przez gen GFAP, który znajduje się w locus 17q21. Budową przypomina białka wimentynę, desminę i peryferynę, biorące udział w budowie cytoszkieletu komórki. GFAP jest użytecznym markerem komórkowym.

    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. Białka fuzyjne (białka chimeryczne) – białka powstające z połączenia 2 lub większej liczby genów, które pierwotnie były odpowiedzialne za produkcję niezależnych białek. Produktem genu fuzyjnego jest białko (polipeptyd), którego funkcja jest w pewnym stopniu pochodną funkcji białek kodowanych przez geny wchodzące w skład takiego połączenia.

    Białko Tamma-Horsfalla (uromodulina, ang. Tamm-Horsfall protein, THP) – białko człowieka wydzielane przez komórki kanalików dalszych nefronu, główny składnik wałeczków w osadzie moczu. Opisane zostało po raz pierwszy przez Igora Tamma i Franka Lappina Horsfalla w 1950 roku .

    Rekombinaza Tre - eksperymentalny enzym, zmutowana rekombinaza Cre, umożliwiająca selektywne wycięcie zintegrowanego genomu wirusa HIV z genomu zainfekowanych komórek. Dotychczas enzym wykazał swoją aktywność w liniach komórek HeLa, w warunkach laboratoryjnych w ciągu trzech miesięcy całkowicie usuwając zintegrowany wirus z hodowli. Odkrycie jest dziełem naukowców z Instytutu Heinrich Pette Wirologii Eksperymentalnej i Immunologii w Hamburgu oraz Instytutu Molekularnej Biologii Komórki i Genetyki Maxa Plancka w Dreźnie.

    Dodano: 24.04.2009. 15:11  


    Najnowsze