Fehérjék: egész életen át, szövetenként szabályozva
A barcelonai Genomikai Szabályozás Központja és a Cambridge-i Egyetem kutatói a Caenorhabditis elegans nevű fonalféregben sikerrel tesztelték az eljárást, és a Nature Communications szaklapban számoltak be róla. Elsőként sikerült élethosszig, sőt testrészenként – bélrendszerben és idegsejtekben – külön szabályozni ugyanazon fehérje mennyiségét, miközben az állat normálisan élt tovább.
Ezért mostantól a fehérjemennyiség csekély zavara is vizsgálható, vagy követhető, hogyan hat egy-egy szöveten átterjedő változás az egész szervezetre. Ezzel teljesen új típusú kísérletek valósulhatnak meg; például, hogy ténylegesen mennyi fehérjére van szükség az egészség megőrzéséhez, vagy hogy egy szövet változásai hogyan hullámoznak végig az állaton.
Az öregedéstől a betegségekig: új biológiai távlatok
A helyzet komolysága ekkor vált nyilvánvalóvá, amikor kiderült, hogy a hagyományos módszerek – melyek a gének ki- és bekapcsolására vagy végleges leállítására épülnek – nem mutatják meg, hogyan hatnak a fehérjék finom változásai a szervezet öregedési folyamataira. Idővel egyértelművé vált, hogy ehhez sokkal aprólékosabb, testtájanként külön paraméterezhető eljárásra van szükség.
A biológiai rendszerben gyakran elég lenne valahol csak a szokásos fehérjemennyiség felét megtartani, máshol negyedét, de eddig csak teljes eltávolítás vagy legfeljebb teljes csere volt lehetséges. Az új technikával minden eddiginél részletesebben lehet a szervezet szabályozását feltérképezni.
Kétcsatornás növényi hormonrendszer: a módszer lényege
A forradalom kulcsa a növényekből kölcsönzött auxin hormon és a hozzá társuló fehérjemegsemmisítő rendszer, az AID. Az eljárásban egy degron nevű „zászlócskát” kötnek a kiválasztott fehérjéhez, amelyet egy TIR1 nevű enzim ismer fel, és csak akkor indít pusztítást, ha jelen van az auxin – vagyis amíg a kutatók adagolják. Amint az auxin eltűnik, a fehérje visszatér.
A valódi innovációt az hozta, hogy a kutatók két, különböző auxin-variánsra érzékeny TIR1-enzimet fejlesztettek ki, így már külön-külön szabályozhatják ugyanazt a fehérjét az idegsejtekben és a bélben, sőt akár két különböző fehérjét is egyszerre, teljesen függetlenül. Ezzel az állat tovább eszik, mozog, fejlődik, miközben a kutatók aprólékos beavatkozással, kívülről kontrollálják a fehérjemennyiségeket.
Új eszközök, új lehetőségek a biológiában
A csapat addig finomította a rendszert, míg sikerült kikerülniük egy további problémát is: az AID-rendszer eddig a szaporítószövetekben gyakran működésképtelen volt. Most azonban a germinális sejtvonalat is sikerült bevonni, így az egész szervezetben életképes a módszer. Ezért a kutatók remélik, hogy a most kifejlesztett, rendkívül pontos fehérjeszabályozás révén eddig megválaszolhatatlan élettani kérdésekre kaphatnak választ – az egyszerű férgektől akár az összetett emlősökig.
