_ Un nou studiu descoperă cum plierea alterată a proteinelor determină evoluția multicelulară

Cercetătorii au descoperit un mecanism care conduce evoluția vieții multicelulare. Ei identifică modul în care plierea modificată a proteinelor determină evoluția multicelulară.

Într-un nou studiu condus de cercetători de la Universitatea din Helsinki și de la Institutul de Tehnologie din Georgia, oamenii de știință au apelat la un instrument numit evoluție experimentală. În cadrul experimentului de evoluție pe termen lung al multicelularității (MuLTEE), în curs de desfășurare, drojdia de laborator dezvoltă noi funcții multicelulare, permițând cercetătorilor să investigheze modul în care apar.

Studiul, publicat în Science Advances, pune în atenție reglementarea proteinele în înțelegerea evoluției.

„Demonstrând efectul modificărilor la nivel de proteine ​​în facilitarea schimbării evolutive, această lucrare evidențiază de ce cunoașterea codului genetic în sine nu oferă o înțelegere completă a modului în care organismele dobândesc comportamente adaptative. Realizarea unei astfel de înțelegeri necesită cartografierea întregului flux de informații genetice, extinzându-se până la stările acționabile ale proteinelor care controlează în cele din urmă comportamentul celulelor”, spune profesorul asociat Juha Saarikangas de la Institutul Helsinki de Științe Vieții HiLIFE și Facultatea de Biologie și Științe ale mediului, Universitatea din Helsinki.

Printre cele mai importante inovații multicelulare se numără originea corpurilor robuste: peste 3.000 de generații, aceste „drojdii de fulgi de zăpadă” au început mai slabe decât gelatina, dar au evoluat pentru a fi la fel de puternice și de dure ca lemn.

Cercetatorii au identificat un mecanism non-genetic la baza acestei noi trasaturi multicelulare, care actioneaza la nivelul plierii proteinelor. Autorii au descoperit că expresia proteinei însoțitoare Hsp90, care ajută alte proteine ​​să-și dobândească forma funcțională, a fost redusă treptat pe măsură ce drojdia de fulgi de zăpadă a evoluat corpuri mai mari și mai dure.

Se pare că Hsp90 a acționat ca un factor critic. butonul de reglaj important, destabilizand o moleculă centrală care reglează progresia ciclului celular, determinând celulele să devină alungite. Această formă alungită, la rândul său, permite celulelor să se înfășoare unele în jurul celeilalte, formând grupuri multicelulare mai mari și mai dure din punct de vedere mecanic.

„Hsp90 este cunoscut de mult timp pentru a stabiliza proteinele și a le ajuta să se plieze corect”, explică autorul principal. Kristopher Montrose, de la Institutul Helsinki de Științe Vieții, Finlanda. „Ceea ce am descoperit este că modificările ușoare ale modului în care funcționează Hsp90 pot avea efecte profunde nu doar asupra celulelor unice, ci și asupra însăși naturii organismelor multicelulare.”

Din perspectivă evolutivă, această lucrare evidențiază puterea mecanismelor non-genetice în schimbarea evolutivă rapidă.

„Avem tendința de a ne concentra asupra schimbărilor genetice și am fost destul de surprinși să găsim schimbări atât de mari în comportamentul proteinelor însoțitoare. Acest lucru subliniază cât de creativă și imprevizibilă poate evolua să fie atunci când găsiți soluții la probleme noi, cum ar fi construirea unui corp dur”, spune profesorul Will Ratcliff de la Institutul de Tehnologie din Georgia.

(Fluierul)