_ Decodificarea limbajului celule: Profilarea proteinelor din spatele comunicării cu organele celulare

În biologia celulară, dezvăluirea complexităților funcției celulare la nivel molecular rămâne un efort primordial. Un accent științific semnificativ a fost pus pe înțelegerea interacțiunilor la locurile de contact cu organele, în special între mitocondrii și reticulul endoplasmatic (RE). Aceste site-uri sunt puncte esențiale pentru schimbul de biomolecule esențiale, cum ar fi lipidele și calciul, care sunt vitale pentru menținerea homeostaziei celulare.

Perturbațiile în această comunicare inter-organele sunt implicate în apariția diferitelor boli, inclusiv tulburări neurodegenerative, subliniind necesitatea de a elucida mecanismele care guvernează interacțiunile cu organele. Cu toate acestea, studiul acestor complexe dinamice prezintă provocări semnificative din cauza lipsei de instrumente disponibile, complicând căutarea de înțelegere a site-urilor de contact ER-mitocondrie.

Ieșind din această necesitate, o nouă strategie numită „OrthoID” a a fost dezvoltat prin eforturile de colaborare ale oamenilor de știință de la POSTECH, Școala de Medicină a Universității Catolice din Daegu și Universitatea Națională din Seul. Prezentat în Nature Communications, OrthoID abordează această provocare perfecționând capacitatea noastră de a identifica proteinele care acționează ca mediatori în aceste conversații critice.

Metodele tradiționale s-au bazat în mare măsură pe sistemul de perechi de legare streptavidină-biotină (SA-BT), derivate din natură, pentru marcarea și izolarea acestor proteine ​​mediatoare. Cu toate acestea, această abordare are limitările sale, în special în capturarea întregului spectru al interacțiunilor proteinelor dintre două organite diferite.

OrthoID depășește aceste limitări prin introducerea unei perechi suplimentare de legare sintetică, cucurbita[7]uril-adamantan (CB). [7]-Ad), pentru a lucra alături de SA-BT. Combinația de sisteme de perechi de legare reciproc ortogonale a permis o identificare și o analiză mai precisă a proteinelor mediatoare care se translocă liber între ER și mitocondrii, facilitând o explorare mai profundă a proteinelor implicate în locurile de contact cu organele și descoperirea rolurilor acestora în funcțiile celulare și boli. mecanisme.

Prin experimente meticuloase, cercetătorii au demonstrat eficacitatea OrthoID în etichetarea rapidă și precisă a proteinelor implicate în procesele dinamice de comunicare cu organele. Prin utilizarea tehnicilor de etichetare de proximitate (APEX2 și TurboID) cu sisteme de perechi de legare ortogonale, metoda a etichetat și izolat eficient proteinele facilitând interacțiunile critice dintre mitocondrii și ER.

Această abordare nu numai că identifică proteinele cunoscute implicate în ER- contactele mitocondriilor, dar descoperă și noi candidați proteine, inclusiv LRC59, ale căror roluri la locul de contact erau necunoscute anterior. Mai mult, ei au identificat cu succes multiplele seturi de proteine ​​care suferă modificări structurale și de localizare la joncțiunea ER-mitocondrie în timpul proceselor în care mitocondriile deteriorate sunt vizate pentru degradare.

„Flexibilitatea și modularitatea OrthoID sunt printre cele mai mari puncte forte ale sale. ”, afirmă prof. Kimoon Kim care a condus cercetarea de la POSTECH. „Această adaptabilitate nu numai că permite studiul diferitelor locuri de contact cu organele, dar deschide și noi căi pentru explorarea comunicațiilor celulare complexe, depășind limitările tehnice ale metodelor existente.”

Prof. Kyeng Min Park de la Școala de Medicină a Universității Catolice din Daegu adaugă: „OrthoID reprezintă un instrument de cercetare versatil și util, menit să decodeze limbajul complex al comunicării celulare. Se așteaptă să faciliteze descoperiri care vor avea implicații profunde pentru înțelegerea sănătății celulare, elucidând mecanismele bolii și promovarea dezvoltării de noi strategii terapeutice.”

(Fluierul)