Leta 1997 so podelili Nobelovo nagrado za fiziologijo Stanleyu Prusinerju za njegovo razlago mehanizma razvoja prionskih bolezni, kakršne so bovina spongiformna encefalopatija (BSE), praskavec pri ovcah in Creutzfeldt-Jakobova bolezen pri človeku. Za razliko od ostalih povzročiteljev bolezni so po Prusinerjem mnenju edini povzročitelji teh bolezni proteini. Še posebej sporno je bilo, da so se prionski proteini sami sposobni 'množiti', brez prisotnosti nukleinskih kislin. Kasneje so ugotovili, da je prionski protein v živčnih celicah vedno prisoten, vendar ne povzroča nobene bolezni. Šele, ko se njegova struktura spremeni, tako da zavzame pretežno beta-strukturo, se začnejo prej nenevarne molekule spreminjati v patogeno obliko z beta-strukturo in zlepljati druga na drugo. Tako nastanejo znotraj živčnih celic proteinski agregati, ki povsem porušijo delovanje celice, ta pa posledično odmre. Razen tega se prionski agregati zbirajo tudi v zunajceličnem prostoru.
Obnašanje izoliranega prionskega proteina pa je v resnici drugačno kot v celici. Prehod v beta-strukturo je mogoče doseči le z uporabo povsem nefizioloških pogojev. Zato so menili, da pri pretvorbi struktur deluje še nek drug protein, protein X. Z iskanjem tega proteina se še vedno ukvarja tudi skupina dr. Prusinerja na Kalifornijski univerzi v San Franciscu.
Leta 1994 so podoben proces induktivne verižne spremembe konformacije odkrili tudi pri kvasovkah. Čeprav pri kvasovkah seveda ne moremo preučevati razvoja bolezni, pa so zaradi hitre rasti in preprostega opazovanja zelo primerni poskusni organizmi. Sprva so odkrili protein Ure2, dve leti kasneje pa še Sup35. Za oba je značilno, da se v 'patogeni' obliki lahko preneseta tudi na hčerinsko celico, ko se kvasovka deli. Za učinkovit prenos beta-oblike pa je potrebno sodelovanje drugih proteinov, med katerimi so identificirali več tistih, ki sodelujejo pri kontroli kakovosti zvitja proteinov v celici. Eden od ključnih proteinov, ki so povezani z učinkovitim prenosom 'patogene' oblike, je šaperon Hsp104. Doslej pa ni bilo jasno, ali so potrebni še drugi proteini ali ne.
V članku, ki je izšel danes v reviji PLoS Biology, raziskovalci z Univerze Brown poročajo, da so s poskusi dokazali, da je Hsp104 edini protein, ki vpliva na širitev beta-oblike Sup35. V kvasovkah so izrazili protein Sup35, povezan z zelenim fluorescirajočim proteinom, tako da so lahko opazovali preoblikovanje kompleksov Sup35 in vivo. Opazovali so nastajanje polimerizacijskih jeder beta-strukture v prisotnosti in odsotnosti funkcionalnega šaperona Hsp104. Ugotovili so, da deluje v stopnji, ko beta-strukturni agregati, ki delujejo kot agregacijska jedra, na katera se vežejo 'nepatogene' molekule, razpadejo na manjše enote.
Če bi postopek v celicah višjih evkariontov potekal podobno kot v kvasovkah, bi bilo možno razviti učinkovine, ki bi delovale na tak način, da bi zavrle delovanje šaperona, potrebnega za infektivnost prionskega proteina. Hkrati bi razložili različno obnašanje prionskega proteina v poskusih in vitro in in vivo.
Preprostejši opis raziskave lahko preberete tudi v sporočilu za medije Univerze Brown.
Ni komentarjev:
Objavite komentar