Wyniki badań prowadzonych przez laureatów FNP wykazały, że mięśniopochodne egzofery wspierają kondycję reprodukcyjną. Osiągnięcie jest tematem okładki sierpniowego wydania „EMBO reports” oraz sekcji News & Views.
Każda część naszego ciała składa się z komórek – małych jednostek, które współpracują ze sobą. Chociaż istnieje wiele różnych typów komórek, wszystkie one mają kilka wspólnych cech. Na przykład wszystkie potrzebują białek, które są podstawowym budulcem złożonych struktur komórkowych. Białka mają tendencję do rozpadu lub mogą się zużywać. Dlatego muszą być utylizowane i zastępowane nowymi. Dwa główne systemy w komórce, które zajmują się tym procesem: system ubikwityna-proteasom i autofagia mają jedną wspólną cechę – recyklingują białka wewnątrz komórki. Ostatnio opisano uzupełniający system, który usuwa uszkodzone białka, a nawet organelle, na zewnątrz komórki poprzez duże pęcherzyki zwane egzoferami (ang. exophers). Mechanizm ten został opisany jedynie dla komórek neuronalnych organizmu modelowego Caenorhabditis elegans oraz komórek serca myszy i może stanowić ważny, ale wciąż słabo zbadany system zarządzania odpadami metabolicznymi.
„Postawiliśmy hipotezę, że formowanie tak dużych pęcherzyków w celu usunięcia tylko niepożądanych składników komórkowych może nie być ich podstawową funkcją” – powiedział dr hab. Wojciech Pokrzywa z Międzynarodowego Instytutu Biologii molekularnej i Komórkowej (IIMCB) w Warszawie, jeden z liderów prac badawczych, laureat programu FIRST TEAM* Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.
Rzeczywiście, naukowcy z IIMCB, wraz ze współpracownikami z Instytutu IMol i IBB PAN, odkryli, że komórki mięśniowe robaków również mogą produkować egzofory. Co zaskakujące naukowcy odkryli, że rozwój embrionów w macicy wyzwala tworzenie się egzofer (egzofereza) w tkance mięśniowej. Pęcherzyki transportują syntetyzowane przez mięśnie białka żółtka i ostatecznie dostarczają je do nowo powstałych oocytów. W konsekwencji, potomstwo matek z dużą liczbą egzofer pochodzących z mięśni rosło szybciej.
„Wykorzystanie najbardziej obfitej tkanki, jaką są mięśnie, do wspierania odżywiania kolejnego pokolenia poprzez egzofery jest przykładem sprytnej strategii reprodukcyjnej” – wyjaśnia dr Michał Turek, jeden z liderów tej pracy badawczej, wcześniej postdoc w grupie kierowanej przez prof. Agnieszkę Chacińską, a obecnie kierownik grupy w IBB PAN.
Podsumowując, badania te dowodzą, że obszerne egzofery mięśniowe mają nową rolę w reprodukcji, która wykracza daleko poza wydalanie toksycznych białek. „Proces ten reprezentuje transgeneracyjny system metaboliczny/zarządzania zasobami, który wspiera embriony w macicy, dostarczając im środków przystosowawczych do warunków środowiskowych. Ponadto badania te otwierają nowe horyzonty w badaniach nad egzoferami, słabo poznaną klasą pęcherzyków wydzielniczych” – wyjaśnia prof. Agnieszka Chacińska, dyrektor instytutu IMol oraz kierownik grupy naukowej na Uniwersytecie Warszawskim, laureatka wielu programów FNP, liderka (wspólnie z prof. Magdą Konarską) projektu ReMedy finansowanego przez FNP ze środków pochodzących z programu Międzynarodowe Agendy Badawcze (MAB)**.
”Co ciekawe, białka żółtkowe mogą być syntetyzowane w mięśniach kręgowców. Spekulujmy więc, iż rola egzoferezy mięśniowej we wspomaganiu rozwoju potomstwa jest ewolucyjnie zachowana”- podsumowują Michał Turek i Wojciech Pokrzywa.
Więcej informacji:
Artykuł: Michał Turek, Katarzyna Banasiak, Małgorzata Piechota, Nilesh Shanmugam, Matylda Macias, Małgorzata Alicja Śliwińska, Marta Niklewicz, Konrad Kowalski, Natalia Nowak, Agnieszka Chacińska, Wojciech Pokrzywa
Przeczytaj także:
- O badaniach dra hab. Wojciecha Pokrzywy realizowanych w ramach programu FIRST TEAM
- O projekcie ReMedy kierowanym przez prof. Agnieszkę Chacińską i prof. Magdę Konarską
*Program FIRST TEAM jest realizowany przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej ze środków UE pochodzących z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój, oś IV: Zwiększenie potencjału naukowo-badawczego, Działanie 4.4 Zwiększanie potencjału kadrowego sektora B+R.
**Realizowany przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej program Międzynarodowe Agendy Badawcze jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego ze środków pochodzących z Programu Operacyjnego Inteligenty Rozwój.
Źródło: Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie, www.iimcb.gov.pl