TOPLESS obnażone?

Naukowcy z Van Research Institute (VARI) ujawnili obecność ważnego mechanizmu molekularnego roślin, który cechuje się znaczącym podobieństwem do mechanizmów sygnalingu występującego u ludzi. Mechanizmy te są ściśle powiązane z wczesnym rozwojem embrionalnym oraz z chorobami takimi, jak nowotwory. Wyniki badań zostały opublikowane w Science Advances.

U roślin, podobnie jak u ludzi, istnieją skomplikowane molekularne sieci regulujące kluczowe biologiczne funkcje takie, jak rozwój czy odpowiedzi na stres. System ten może być połączony z centralnym miejscem zarządzającym, który powinien kontrolować czy wszystkie funkcje w roślinie są prawidłowe. Jednakże zdarza się iż zachodzi nieprawidłowe „włączanie” i „wyłączanie” genów, co prowadzi do zapoczątkowania pewnych chorób.

Obecnie, naukowcy z VARI rozwikłali tajemnicę, w jaki sposób ważne roślinne białko, o nazwie TOPLESS, oddziałuje z innymi molekułami odpowiedzialnymi za dezaktywację genów. Odkrycie to dostarcza informacji dla utworzenia ogólnego modelu, który dotyczyć może wszystkich gatunków, a opisywać wspomniany typ tzw. sygnalingu wyciszania. Te ścieżki sygnałowe powiązane są z licznymi funkcjami życiowymi komórek ludzkich, a oparte na transkryptach genu kodującego białko TOPLESS, których strukturę właśnie ujawnił zespół z VARI. 

Okazuje się, że odkrycie to, stanowi fundamentalną wskazówkę odnośnie określenia działania białka TOPLESS. Doktor Karsen Melcher, współautor opisywanych badań, twierdzi, że dzięki ich wynikom możliwe jest zrozumienie roli TOPLESS jako represora i korepresora genów, co ma ogromne znaczenie w systemie wyciszania genów u roślin. Ma to swoje odniesienie do ścieżek sygnałowych występujących w komórkach ludzkich, w które zaangażowane są białka najtrudniejsze do zbadania. 

Przy użyciu techniki krystalografii rentgenowskiej, zespół badawczy określił strukturę trójwymiarową białka TOPLESS, działającego zarówno samodzielnie, jak i współpracując z innymi cząsteczkami odpowiedzialnymi za hamowanie ekspresji genów. Substancje te pochodziły z różnych ścieżek sygnalnych roślin, a powiązane były w ten sam sposób z białkiem TOPLESS.

„Struktury te pozwolą na podjęcie dalszych badań nad ludzkimi odpowiednikami TOPLESS i znacząco poszerzą wiedzę na ten temat oraz odnośnie wpływu na występowanie części chorób”, podkreślił doktor Eric Xu, współautor badań. 

Publikacja na ten temat jest trzecią spośród trzech dotyczących określenia kluczowych składników procesów molekularnych. Chociaż nowe badania dostarczają możliwości odkrycia powiązań występujących w sygnalingu zachodzącym w ludzkich komórkach. W publikacjach opisano także dokładnie w jaki sposób komponenty roślinnego komórkowego systemu „zarządzania” sygnałami wpływa na regulację odpowiedzi na wielorakie bodźce stresowe, m.in. wahania temperatury, czy suszę.

Opracowanie: Iza Kołodziejczyk

Źródło: 
http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.1500107