Nukleolina, bo o niej mowa, to wielofunkcyjne białko, które stabilizuje strukturę mRNA w jąderku (części jądra komórkowego), ale dysponuje zdolnościami przemieszczania się. Już od dłuższego czasu mówi się, że nukleolina może stanowić ważny cel terapeutyczny, gdyż jej dysfunkcje wykryto m.in. w nowotworach, chorobie Alzheimera czy ALS.
Czytaj też: Jak nicienie wykrywają zapachy? Rozwiązano 30-letnią zagadkę
Do tej pory wydawało się, że nukleolina występuje tylko u ludzi, stąd udział w typowo “ludzkich” chorobach. Okazuje się, że jest inaczej. Zespół uczonych z Mount Desert Island Biological Laboratory pod kierunkiem dr Emily Spaulding i dr Dustina Updike’a zidentyfikował homolog (odpowiednik) nukleoliny u nicienia Caenorhabditis elegans. Szczegóły opisano w Nature Communications.
Dr Emily Spaulding mówi:
Nukleolina jest wielofunkcyjnym białkiem zachowanym u wielu zwierząt, roślin i grzybów, ale wcześniej uważano, że nie występuje u nicieni. Jest ona również związana z rodzinnym ALS i chorobą Alzheimera, a ogólna dysfunkcja jąderek jest związana z neurodegeneracją.
Co oznacza wykrycie nukleoliny u nicieni?
Odkrycie homologu nukleoliny (NUCL-1) u C. elegans to bardzo ważne osiągnięcie, gdyż ustanawia nicienia jako platformę badawczą dla wielu chorób neurodegeneracyjnych. Nicienie są bardzo dobrym organizmem modelowym, ale do tej pory nie braliśmy ich pod uwagę badania procesów zachodzących podczas alzheimera.
Nukleolina występuje głównie w jąderku, minifabryce wewnątrz jądra komórkowego, gdzie są składane rybosomy. W przeciwieństwie do wielu organelli związanych z błoną komórkową, jąderko zachowuje się jak duża kropla cieczy, zwana kondensatem. Powstają one w wyniku rozdzielenia faz ciecz-ciecz, ale do tej pory nie było jasne, jak dochodzi do tego w żywych komórkach. Najnowsze badania pokazują, że NUCL-1 jest potrzebny do rozdzielenia faz w jąderkach C. elegans.
Ponieważ nicienie są wyjątkowo dobrze przystosowane do mikroskopii in vivo, która pozwala na bliskie obserwacje endogennych białek wewnątrz żywych zwierząt, odkrycia te mogą zmienić sposób, w jaki naukowcy myślą o charakteryzacji kondensatów w jąderkach.
Dr Emily Spaulding dodaje:
Przezroczystość C. elegans pozwala nam na wykonanie obrazowania superrozdzielczego i zobaczenie podstruktur jąderka w żywym zwierzęciu. Nigdy nie widziałam takich obrazów gdzie indziej.
Biologiczne znaczenie podstruktur kondensatu jest wciąż kwestionowane; ostatnie argumenty utrzymują, że precyzyjna, warstwowa organizacja przestrzenna jąderka jest niezbędna do produkcji rybosomów. Ale naukowcy zobaczyli, że podczas gdy usunięcie kluczowej domeny białka NUCL-1 w transgenicznych C. elegans zaburzyło architekturę jąderka w obrębie komórek rozrodczych, zmutowane nicienie nadal rozwijały się normalnie i produkowały zdrowe potomstwo.
Czytaj też: Naukowcy wiedzą, jak wydłużyć życie o jedną trzecią. Na razie tylko nicieniom
Dr Emily Spaulding podsumowuje:
Nasze badania wskazują, że precyzyjna organizacja warstwowa nie jest tak ważna dla funkcji jąderka, jak nam się wydawało. Może to być ważne dla zrozumienia ALS lub choroby Alzheimera, gdzie uważa się, że szeroko zakrojone zaburzone rozdzielanie faz przyczyniają się do rozwoju chorób.