Νέα > Επιστημονικά Νέα

Πως οι πρωτεΐνες βρίσκουν τον προορισμό τους

Νοε 29, 2007

Το Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας του ΙΤΕ, συμμετέχει στην προσπάθεια κατανόησης ενός θεμελιώδους βιολογικού προβλήματος, του πως τα κύτταρα ρυθμίζουν την κυκλοφορία των πρωτεϊνών τους. Μερικά από τα ερευνητικά αποτελέσματα παρουσιάζονται σε πρόσφατη δημοσίευση στο Cell, ένα από τα εγκυρότερα διεθνή επιστημονικά περιοδικά, και αποτελούν καρπό διηπειρωτικής συνεργασίας των ερευνητικών ομάδων του Επίκουρου Καθηγητή Χαράλαμπου Καλοδήμου του Πανεπιστημίου Rutgers (New Jersey, ΗΠΑ) και του Ερευνητή του ΙΜΒΒ και Αναπληρωτή Καθηγητή στο Τμήμα Βιολογίας του Πανεπιστημίου Κρήτης Τάσου Οικονόμου.

Τα κύτταρα μας παρασκευάζουν στο εσωτερικό τους χιλιάδες πρωτεΐνες. Το ένα τρίτο απ' αυτές επιτελούν το έργο τους μόνο αφού μεταναστεύσουν έξω από το κύτταρο ή αγκυροβολήσουν στην κυτταρική μεμβράνη ή στοχευθούν σε καθορισμένα υποκυτταρικά διαμερίσματα. Οι διεργασίες αυτές είναι απαραίτητες για τη ζωή. Γι αυτό η ανεπιτυχής στόχευση οδηγεί σε παθολογικές καταστάσεις όπως η κληρονομική ασθένεια κυστική ίνωση και αυτοάνοσα νοσήματα. Παραδείγματα πρωτεϊνών-μεταναστών αποτελούν η ινσουλίνη, τα αντισώματα, τα μεμβρανικά κανάλια, αλλά και οι πρωτεΐνες-τοξίνες που εκκρίνουν οι παθογόνοι μικροοργανισμοί.

Πως όμως οι πρωτεΐνες-μετανάστες βρίσκουν το δρόμο προς τους τελικούς τους προορισμούς και πως διαπερνούν τις κυτταρικές μεμβράνες? Ο νομπελίστας Gunter Blobel του Πανεπιστήμιου Rockefeller της Νέας Υόρκης ανακάλυψε πριν από 30 χρόνια ότι οι πρωτεΐνες-μετανάστες περιέχουν χημικά σήματα που ονομάζονται πεπτίδια-οδηγοί. Αυτά τα πεπτίδια έχουν διπλό ρόλο: λειτουργούν σαν ταχυδρομικές διευθύνσεις αλλά και σαν μικροσκοπικές χειρολαβές. Ανάλογα με τον τελικό προορισμό της κάθε πρωτεΐνη-μετανάστης φέρει και διαφορετική διεύθυνση. Τώρα οι ομάδες Καλοδήμου / Οικονόμου δείχνουν τον ακριβή μηχανισμό με τον οποίο ένας εξειδικευμένος κυτταρικός υποδοχέας αναγνωρίζει τα πεπτίδια-οδηγούς. Με την ειδική αυτή αναγνώριση ο υποδοχέας κατ' αρχήν παγιδεύει τις πρωτεΐνες-μετανάστες πάνω στην επιφάνεια της μεμβράνης και σε ένα επόμενο στάδιο τις καθοδηγεί ωθώντας τις διαμέσου της μεμβράνης. Για τις παρατηρήσεις αυτές η ομάδα Καλοδήμου χρειάστηκε να αναπτύξει σημαντικές καινοτόμες μεθόδους δομικής βιολογίας.

Η αποκάλυψη του βασικού αυτού βιολογικού μηχανισμού αναμένεται να βοηθήσει την καλύτερη κατανόηση και αντιμετώπιση ασθενειών που οφείλονται σε προβληματική πρωτεϊνική κυκλοφορία. Επιπρόσθετα αναμένεται να συνεισφέρει στην ανάπτυξη νέων αντιβιοτικών ενάντια σε παθογόνα βακτήρια. Τέλος δίνεται η δυνατότητα βελτιστοποίησης της βιοτεχνολογικής παραγωγής ανθρώπινων πρωτεϊνών-φαρμάκων από μικροβιακά κύτταρα-εργοστάσια. Προσπάθεια προς τις κατευθύνσεις αυτές αλλά και την περαιτέρω διερεύνηση της υποκυτταρικής κυκλοφορίας πρωτεϊνών χρηματοδοτείται στο ΙΜΒΒ από ευρωπαϊκά και αμερικανικά προγράμματα, τη Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας και τη φαρμακευτική εταιρεία Pfizer.

Για περισσότερες πληροφορίες παρακαλώ επικοινωνήστε με τους:

Τάσο Οικονόμου, Ερευνητής ΙΜΒΒ - ΙΤΕ
Τηλ. & Fax: 2810 391166
E-mail: aeconomou@imbb.forth.gr
http://www.imbb.forth.gr/people/aeconomou/index.html

&

Χαράλαμπο Καλοδήμο, Επίκουρος Καθηγητής, Πανεπιστήμιο Rutgers, Τμήμα Χημείας, ΗΠΑ
Τηλ.: +1 973 353 5457, Fax: +1 973 353 1264
E-mail: babis@andromeda.rutgers.edu
http://andromeda.rutgers.edu/~babis/