Од диета до ненаситност Институт за биофизичка хемија Макс Планк
Истражувачите на Макс Планк откриваат дека микроРНК им помага на клетките да реагираат на флуктуирачки внес на хранливи материи
Понекогаш има зеленчук, понекогаш месо - некогаш многу, понекогаш малку: јадеме многу променливо од време на време. Ова важи уште повеќе за животните, тие мораат да бидат задоволни со она што го наоѓаат или плен на дневна основа. Луѓето и животните нужно имаат способност да се справат со овие флуктуации. Досега, сепак, малку се знае за тоа како точно клетките на телото го балансираат променливото снабдување со хранливи материи. Истражувачите кои работат со Халија Шчербата од Институтот Макс Планк (МПИ) за биофизичка хемија во Гатинген, сега откриле преку својата работа на мушички од овошје дека таканаречените микро-РНК играат важна улога во оваа регулатива. (Генетика, 7 март 2016 година)
Микро-РНК (miRNA) се мали парчиња на РНК кои ја контролираат активноста на гените. Секоја индивидуална miRNA го дистрибуира своето влијание врз многу гени и, обратно, многу гени се регулирани од неколку miRNA. Молекулите на РНК вртат неколку завртки на клеточната машинерија истовремено со цел да ги прилагодат индивидуалните чекори на работа. Комплексната мрежа на гени и miRNAs им отежнува на научниците да откријат каков ефект има одредена miRNA врз клеточните процеси.
Два фоликули од јајник на овошје летаат Drosophila melanogaster. Клеточните јадра се обоени во црвена боја, клетките на фоликулите и клетките во стилот (кои ги поврзуваат фоликулите) се зелени, а клетките што произведуваат мир-310 се сини.
Халина Шчербата, раководител на истражувачката група за изразување и сигнализирање на Макс Планк во МПИ за биофизичка хемија и нејзиниот тим ја испитаа улогата на одредена група miRNA во овошната мушичка Дрософила меланогастер. Истражувачите откриле дека miRNA од семејството мир-310 во клетките на мувите помагаат да се прилагоди метаболизмот на снабдувањето со храна на краток рок. За да го направат ова, тие контролираат неколку гени на важна сигнална патека во клетката. Резултатите од научниците од Гетинген за прв пат покажуваат дека miRNA пренесува сигнали на хранливи материи до метаболизмот на клетките.
Лета на диета со шеќер
„Станавме свесни за мир-310-тите затоа што ова семејство miRNA во нашите муви реагираше на стрес и болест“, објаснува Шчербата. „Затоа, сакавме да го испитаме прашањето како мир-310 му помагаат на организмот да реагира на такви околности.“ За да го направат ова, истражувачите испитуваа муви кои немаат мир-310 поради мутација. Во тој процес, тие наидоа на цела низа гени кои ја сменија нивната активност кога недостасуваа мир-310. Многу протеини кои клетките ги произведуваат според упатствата на гените, исто така биле присутни во различни количини. „Неверојатно, овие вклучуваат особено голем број на протеини кои влијаат на метаболизмот на клетките. Ова посочи дека мир-310 е важен за да се прилагоди метаболизмот кон внесот на хранливи материи “, вели Хенинг Урлауб, кој е на чело на истражувачката група за биоаналитичка масена спектрометрија на Готинген МПИ. Мувите без МЕ-310 се повеќе чувствителни на флуктуации во исхраната?
За да го проверат ова, научниците ги ставаат мувите на „слатка храна“ - животните се хранат само со шеќер. Всушност, се покажа дека мутираните мушички имале големи потешкотии да се прилагодат на недостатокот на аминокиселини и други важни хранливи материи: гените важни за метаболизмот реагирале многу поинаку во мувите без мир-310 отколку во мутираните муши. Однадвор, животните не покажале никакви абнормалности. Дека нешто не е во ред со нив може да се види во некои ткива и органи: „Мувите без мир-310 имале поголем стомак и натрупале повеќе маснотии“, известува Ибрахим Омер Чичек од истражувачката група на Шчербата. Користењето на мобилните хранливи материи се чинеше дека е надвор од контрола.
Theенките имале и изменети јајници - абнормалност на која биолозите веќе им биле познати: мувите развиваат јајници со многу сличен изглед со нарушувања во таканаречената патека за сигнали на еж. И има уште една заедничка работа: Еже Сингалвег исто така пренесува информации за внесот на хранливи материи. Ова е особено важно кај јајниците, бидејќи производството на јајца за муви е многу енергетски интензивно. „Затоа се сомневавме дека има врска помеѓу мир-310 и сигналната патека Еже“, објаснува Чичек. Понатамошните експерименти конечно покажаа дека и двата се всушност поврзани: miRNA-овите ги контролираат гените на повеќе фактори во сигналниот пат и на тој начин влијаат на развојот на јајниците.
„Микро-РНК обично имаат само помал ефект врз активноста на еден ген. Но, ако, како и во овој случај, тие контролираат неколку гени од истата сигнална патека, ова може значително да го зголеми нивниот ефект “, објаснува Халина Шчербата. „Сосема е можно дека mir-310s е само прв пример за многу процеси зависни од исхраната што се регулираат со микро-РНК.“ (Fk)