Nowe priony pomagają komórkom przeżyć

Jedna z największych tajemnic biologii komórkowej być może nieco bliższa rozwiązania, a to dzięki pracom naukowców z instytutu RIKEN Brain Science Institute, które zostały przedstawione w przeglądzie naukowym Science. Naukowcy ci bowiem odkryli, że priony, czyli proteiny, które przenoszą dziedziczne informacje bez DNA albo RNA, mogą przyczyniać się do pojawiania się odporności na leki i do komórkowej adaptacji.

Ich odkrycie prionów drożdży bez tych właściwości pokazuje aktywną rolę konwersji prionów dla zdolności adaptacyjnych komórek. A to oznacza, sugerują naukowcy z instytutu RIKEN Brain Science Institute, że priony mają potencjalnie szersze funkcje w organizmach żyjących.

Krótka historia prionów

Priony zostały odkryte już w 1960 roku. Kojarzą nam się źle – z chorobą szalonych krów. W rzeczywistości, priony to nienatywne proteiny (czyli niestandardowe, niemacierzyste, nie takie, jakie występują w warunkach naturalnych), które stanowią wielkie wyzwanie dla podstaw biologii molekularnej.

Chodzi tutaj o ideę, iż dziedziczne informacje mają przepływać jedynie z DNA i RNA do protein, ale nigdy z proteiny do jakiejkolwiek innej molekuły.

A w przeciwieństwie do tej zasady, przyjętej za pewnik pewników, priony mają być w stanie przekazywać informacje z jednej molekuły do drugiej, poprzez transmisję ich nienatywnego kształtu, wraz ze wszystkimi rujnującymi konsekwencjami, takimi właśnie jak wspomniana już wyżej choroba szalonych krów (gąbczasta encefalopatia bydła), oraz jej ludzka i śmiertelna odmiana, choroba Creutzfeldta-Jakoba.

Aczkolwiek, szerszy wpływ tego niezwyczajowego mechanizmu transmisji nie został jeszcze dobrze poznany ani zrozumiany.

Priony, nie takie złe?

Pośród tych możliwych implikacji, badacze, którzy prowadzą badania nad prionami drożdży, sugerują, że poza bardzo dobrze znaną rolą w pojawianiu się chorób, niektóre priony mogą pomagać organizmom w odpowiedzi na stres środowiskowy, a tym samym przyczyniać się do lepszego poziomu przeżycia.

Aby więc przebadać ten pomysł, naukowcy z instytutu RIKEN Brain Science Institute pochylili się nad szeroką gamą przeróżnych genów w drożdżach, poszukując wcześniej jeszcze nie odkrytych prionów. W tym celu, przyjrzeli się ponad 6 000 genów i znaleźli nowy proteiną prionową, nazwaną Mod5, która ma całkowicie nieoczekiwane właściwości.

Albowiem, brakuje jej sekwencji aminokwasów bogatych w glutaminę i asparaginę, które są charakterystyczne dla innych prionów drożdżowych. Takie sekwencje mają sprzyjać pojawianiu się złogów amyloidowych, co jest mechanizmem, dzięki któremu rozprzestrzeniają się priony.

Zadziwiające jest więc to, że mimo braku tych sekwencji, Mod5 w dalszym ciągu tworzy złogi amyloidowe, zupełnie tak samo jak inne priony drożdży.

Co jeszcze bardziej zadziwiające, jak podkreślają badacze z RIKEN Brain Science Institute, rola tej proteiny Mod5 jest zupełnie inna. Albowiem, normalnie, takie złogi amyloidowe mają bardzo destrukcyjne działanie w dobrze znanych chorobach prionowych. A tutaj, jak się okazuje, złogi tworzone przez Mod5 właściwie są pomocne: zapewniają bowiem drożdżom komórkową odporność na czynniki przeciwgrzybicze.

Zaleta ta jest tak ważna, że wszystkie drożdże zwiększają konwersję prionową, kiedy muszą, jak stwierdzili badacze, kiedy zaaplikowali drożdżom leki przeciwgrzybicze.

Rezultaty te pokazują, że drożdżowy prion Mod5 przyczynia się do przeżycia komórki w momencie stresu środowiskowego. Na pewno jest to znaczący przełom w naszym zrozumieniu ewolucyjnej roli prionów, a także ich unikatowej postaci dziedziczenia. Jak teraz przypuszczają badacze z instytutu RIKEN Brain Science Institute, odkrycia te przyczynią się do opracowania nowych terapii przeciwko najgroźniejszym chorobom zakaźnym tego świata.