_ Echipa de cercetare descoperă conducerea codului universal formarea tuturor membranelor celulare

Cercetătorii de la Universitatea din Alberta au descoperit ceea ce spun că a fost piesa de puzzle lipsă de când codul genetic a fost spart pentru prima dată.

Codul este set universal de reguli care permit organismelor vii să urmeze instrucțiunile genetice găsite în ADN și ARN pentru a construi proteine. Într-o nouă cercetare, publicată în BMC Biology, echipa U of A descrie un cod unificator care ghidează legarea acelor proteine ​​cu lipide pentru a forma membrane - învelișul din jurul tuturor celulelor și componentelor celulare.

„Șaizeci de ani. în urmă, oamenii de știință au început să lucreze la modul în care genele codifică proteinele, dar acesta nu este sfârșitul poveștii”, spune profesorul de biochimie Michael Overduin, directorul executiv al Centrului Național de Rezonanță Magnetică Nucleară de Câmp Înalt. „Împreună cu ADN, ARN și proteine, celulele vii necesită membrane. Fără membrană, este ca și cum ai avea o casă fără pereți.”

„Am teoretizat că proteinele fac toate membranele, mai degrabă decât membranele doar. formându-se magic de la sine, iar acea ipoteză s-a dovedit a fi remarcabil de utilă.”

Overduin spune că noul cod de proteolipide propus este construit din perspective structurale oferite de noile tehnologii și software. Teoria descrie modul în care membranele sunt compartimentate, remodelate și reglementate și oferă o bază pentru înțelegerea întrebărilor fundamentale, cum ar fi modul în care se formează viața la concepție, modul în care virușii invadează celulele și modul în care neuronii trimit semnale pentru simțire, gândire și acțiune.

Codul de proteolipide propus ar putea ajuta, de asemenea, la dezvoltarea de medicamente pentru cancer și boli neurologice, cum ar fi Alzheimer și Parkinson, care sunt cauzate de proteinele care interacționează incorect. cu membrane, spune Overduin.

„Folosind codul nostru, acum putem prezice modul în care proteinele sortează în celule și leagă lipidele și, de asemenea, putem folosi polimeri pentru a tăia secțiuni de membrane așa cum sunt în inimă sau creierul și folosiți discurile rezultate pentru a realiza descoperirea medicamentelor pe țintele reale ale medicamentelor din membrană, mai degrabă decât într-un mediu artificial fără lipide în jur", spune el.

Echipa sugerează patru niveluri de structură a membranei. , de la cel mai simplu la cel mai complex. Pe baza conceptului de codoni - secvența a trei nucleotide consecutive dintr-o moleculă de ADN sau ARN care codifică un anumit aminoacid pentru a produce proteine ​​- echipa inventează termenul „lipidoni” pentru a descrie regulile modului în care seturile de lipide interacționează cu proteine ​​pentru a forma membrane diferite.

„Lipidonul este ca un cod QR format din trei molecule de lipide care sunt recunoscute de proteine”, explică Overduin. „Proteinele sunt cele care distribuie lipidele în diferite locuri din celulă pentru a da fiecărei membrane forma și curbura sa unică. Proteinele pot, de asemenea, să facă două membrane să se unească și să fuzioneze într-una, sau pot împărți o membrană în două membrane diferite.”

Overduin admite că codul proteolipidelor transformă ortodoxia științifică pe ureche și poate fi greu de acceptat pentru unii. Dar el susține că așa se dezvoltă adesea ideile noi în știință, citând câțiva câștigători ai Premiului Nobel care au fost inițial demiși pentru ideile lor noi.

„Cred că dificultatea științei este că există adesea o mentalitate de turmă și dacă vrei să spargi modelul și să vini cu o nouă abordare, există rezistență”, spune el.

Overduin notează că primul autor al lucrării, Troy Kervin, a fost student universitar în laboratorul său în timpul pandemia de COVID-19 care urmează acum un doctorat. la Universitatea Oxford.

„Este remarcabil că un student de licență poate veni cu un nou cod care întoarce biologia peste cap și ne permite să-i dăm un sens într-un mod radical nou”, spune Overduin. „Este un exemplu frumos al modului în care ochii proaspeți pot lua o problemă veche care i-a încurcat pe oamenii de știință de zeci de ani și o pot rezolva.”

„Studenții noștri de licență au o energie și un entuziasm extraordinar și vin fără părtinirile pe care ceilalți. oamenii de știință ar putea avea”, spune Overduin, care angajează în laboratorul său în fiecare vară o jumătate de duzină de studenți de licență.

Următorii pași pentru cercetare includ utilizarea codului proteolipidelor pentru a înțelege mai bine membranele specializate ale celulelor nervoase, bacteriilor. , viruși și mitocondrii, care produc energie pentru celule.

„Suntem încă la începuturile acestei cercetări fundamentale în ceea ce privește traducerea ei în modalități de a ajuta oamenii”, spune Overduin.

(Fluierul)