A diétától a falánkságig Max Planck Biofizikai Kémiai Intézet
Max Planck kutatói felfedezik, hogy a mikroRNS-ek elősegítik a sejtek reakcióját a hullámzó tápanyagbevitelre
Néha vannak zöldségek, néha hús - néha sok, néha kevés: időnként nagyon változatosan eszünk. Ez különösen igaz az állatokra, meg kell elégedniük azzal, amit napi szinten találnak vagy zsákmányolnak. Az emberek és az állatok ezért szükségszerűen képesek kezelni ezeket az ingadozásokat. Eddig azonban keveset tudunk arról, hogy a testsejtek hogyan egyensúlyozzák pontosan a változó tápanyagellátást. Halyna Shcherbatával a göttingeni Max Planck Biofizikai Kémia Intézetben (MPI) dolgozó kutatók most a gyümölcslegyekkel kapcsolatos munkájuk során felfedezték, hogy az úgynevezett mikro-RNS-ek fontos szerepet játszanak ebben a szabályozásban. (Genetika, 2016. március 7.)
A mikro-RNS-ek (miRNS-ek) az RNS apró töredékei, amelyek szabályozzák a gének aktivitását. Minden egyes miRNS sok génre osztja a hatását, és fordítva, sok gént több miRNS szabályoz. Az RNS-molekulák egyszerre több csavart forgatnak a sejtmechanizmusban az egyes munkalépések finomhangolása érdekében. A gének és a miRNS-ek összetett hálózata megnehezíti a tudósok számára, hogy kiderítsék, egy bizonyos miRNS milyen hatással van a sejtes folyamatokra.
Két tüsző a Drosophila melanogaster gyümölcslégy petefészkéből. A sejtmagok vörös színűek, a tüszősejtek és a stílussejtek (amelyek összekapcsolják a tüszőket) zöldek, a mir-310-et termelő sejtek pedig kékek.
Halyna Shcherbata, a Biofizikai Kémia MPI-jének Max Planck gén expresszióval és jelzéssel foglalkozó kutatócsoportjának vezetője és csapata megvizsgálta a miRNS-ek egy bizonyos csoportjának szerepét a Drosophila melanogaster gyümölcslégyben. A kutatók azt találták, hogy a mir-310s családból származó miRNS-ek a legyek sejtjeiben rövid távon elősegítik az anyagcserét az élelmiszerellátáshoz. Ehhez a sejtben egy fontos jelút több génjét irányítják. A göttingeni tudósok eredményei először mutatják be, hogy a miRNS-ek tápanyagjeleket közvetítenek a sejt anyagcseréjébe.
Repül a cukor diéta
"Azért lettünk figyelmesek a mir-310-esekre, mert ez a miRNS család a legyünkben reagálott a stresszre és a betegségre" - magyarázza Shcherbata. „Ezért azt szerettük volna megvizsgálni, hogy a mir-310 hogyan segítik a szervezetet az ilyen körülményekre való reagálásban.” A kutatók olyan legyeket vizsgáltak, amelyek mutáció miatt nem rendelkeznek mir-310-el. Ennek során olyan gének egész sorozatára bukkantak, amelyek megváltoztatták aktivitásukat, amikor a mir-310 hiányzott. Számos fehérje, amelyet a sejtek a gének utasításai szerint termelnek, szintén különböző mennyiségben voltak jelen. „Figyelemre méltó, hogy ezek között különösen sok fehérje szerepelt, amelyek befolyásolják a sejtek anyagcseréjét. Ez azt jelezte, hogy a mir-310 fontos az anyagcsere tápanyagbevitelhez való hozzáigazításában ”- mondja Henning Urlaub, aki a göttingeni MPI bioanalitikai tömegspektrometriai kutatócsoportját vezeti. Az ME-310 nélküli legyek ezért érzékenyebbek az étrendi ingadozásokra?
Ennek ellenőrzésére a tudósok a legyeket "édes ételre" tették - az állatokat csak cukorral etették. Valójában kiderült, hogy a mutált legyek nagy nehezen alkalmazkodtak az aminosavak és más fontos tápanyagok hiányához: az anyagcsere szempontjából fontos gének nagyon másképp reagáltak a legyekben mir-310-ek nélkül, mint a nem mutált legyeknél. Kívülről az állatok nem mutattak semmilyen rendellenességet. Bizonyos szövetekben és szervekben megfigyelhető, hogy valami nincs rendben velük: "A mir-310 nélküli legyek nagyobb gyomorral és több zsírral halmozódtak fel" - számol be Ibrahim Ömer Çiçek Shcherbata kutatócsoportjából. A sejtek tápanyag-felhasználása kontrollálhatatlannak tűnt.
A nőstényeknek megváltozott a petefészke is - ez a rendellenesség, amelyet a biológusok már ismertek: a legyek nagyon hasonló kinézetű petefészkeket fejlesztenek ki, amelyek zavarai vannak az úgynevezett sündisznó jelátviteli útvonalban. És van még egy közös dolog: a Hedgehog Singalweg információkat is továbbít a tápanyagok beviteléről. Ez különösen fontos a petefészkekben, mivel a legyek számára a tojás termelése nagyon energiaigényes. "Ezért azt gyanítottuk, hogy kapcsolat van a mir-310-esek és a Hedgehog jelátviteli út között" - magyarázza Çiçek. További kísérletek végül megmutatták, hogy mindkettő valóban kapcsolatban van: a miRNS-ek a jelátviteli út számos tényezőjének génjét szabályozzák, és így befolyásolják a petefészkek fejlődését.
„A mikro-RNS-ek általában csak kis mértékben befolyásolják egyetlen gén aktivitását. De ha, mint ebben az esetben, ugyanannak a jelátviteli útnak több génjét kontrollálják, ez jelentősen növelheti a hatásukat ”- magyarázza Halyna Shcherbata. "Nagyon is lehetséges, hogy a mir-310-esek csak az első példája számos táplálkozástól függő folyamatnak, amelyeket mikro-RNS-ek szabályoznak." (Fk)