Úttörő felfedezés a sejtek szemét-eltakarító útvonaláról
2016.02.05.
A genetikai rendellenességek jobb megértéséhez járulnak hozzá azok az egyedülálló kutatások, amelyeket Juhász Gábor, az ELTE Anatómiai, Sejt- és Fejlődésbiológiai Tanszék tudományos főmunkatársa és nemzetközi partnerei végeznek. A kutatócsoport friss publikációját a rangos eLife folyóirat 2016. január 26-án közölte.
Az eukarióta sejtek működéséhez szükséges egyfajta belső egyensúly (homeosztázis) fenntartása, amelyet a felépítő és lebontó folyamatok együttesen biztosítanak. Az egyik legfontosabb lebontó folyamat az autofágia, amelynek révén a sejtek a nélkülözhető, gyakran károsodott saját alkotóikat a lizoszómákban lebontják. Ez a szemét-eltakarító és újrahasznosító útvonal nagyon fontos az állatok életében: ismert, hogy az autofágia hibája Drosophila (gyümölcslégy) és egér esetén is az idegsejtek pusztulását okozza, valamint mozgási rendellenességeket és lerövidült élethosszt. A modellállatokon végzett kísérletek alapján feltételezték, hogy az autofágia megfelelő működése az emberi egészség fenntartásához is nagyon fontos, azonban ezt eddig közvetlen adatokkal még nem sikerült igazolni.
Juhász Gábor és kollégái – Jipa András, Kárpáti Manuéla, Takáts Szabolcs – legújabb közleményükben közvetlen bizonyítékot szolgáltatnak az autofágia emberekben játszott szerepének jelentőségére. A Michigani Egyetemen és az isztambuli Boğaziçi Egyetemen dolgozó kutatópartnerek egy öröklődő mutációt vizsgáltak, amely fejlődési és mozgási rendellenességeket, valamint értelmi fogyatékosságot okoz. Az ilyen típusú betegségek a rokonházasságok miatt gyakoribbak a zártabb közösségekben, a kutatók ezért egy törökországi családot vizsgáltak. A tudósok két érintett testvérgyermek genetikai állományában egy olyan DNS-mutációt azonosítottak, amelynek eredményeképpen az autofágia egy kulcsfehérjéjében, az Atg5 fehérjében egy aprócska elváltozás történik: egyetlen aminosav egy másikra cserélődik. A csere hatására az idegsejtekben sérül az autofág lebontás, a kóros fehérjék és sejtorganellumok felhalmozódása megzavarja az érintett sejtek működését. Juhász Gábor és kollégái bizonyították, hogy ugyanez a mutáns génváltozat Drosophila esetén is autofágia hibát és mozgási rendellenességet okoz, a lebontás hibája pedig mutáns élesztősejtekben is kimutatható. Az eredmények kiválóan illusztrálják, hogy orvosgenetikusok, teljes genom szekvenálási technikákkal, Drosophilával és élesztővel foglalkozó kutatók, valamint szerkezeti biokémikusok együttműködése révén megérthetővé válhat egy ilyen komplex, sokféle tünettel járó betegség kialakulása.
A csoport kutatásait a nonprofit, jótékonysági szervezet, a Wellcome Trust támogatja.
A mutáció helye
Az eukarióta sejtek működéséhez szükséges egyfajta belső egyensúly (homeosztázis) fenntartása, amelyet a felépítő és lebontó folyamatok együttesen biztosítanak. Az egyik legfontosabb lebontó folyamat az autofágia, amelynek révén a sejtek a nélkülözhető, gyakran károsodott saját alkotóikat a lizoszómákban lebontják. Ez a szemét-eltakarító és újrahasznosító útvonal nagyon fontos az állatok életében: ismert, hogy az autofágia hibája Drosophila (gyümölcslégy) és egér esetén is az idegsejtek pusztulását okozza, valamint mozgási rendellenességeket és lerövidült élethosszt. A modellállatokon végzett kísérletek alapján feltételezték, hogy az autofágia megfelelő működése az emberi egészség fenntartásához is nagyon fontos, azonban ezt eddig közvetlen adatokkal még nem sikerült igazolni.
Juhász Gábor és kollégái – Jipa András, Kárpáti Manuéla, Takáts Szabolcs – legújabb közleményükben közvetlen bizonyítékot szolgáltatnak az autofágia emberekben játszott szerepének jelentőségére. A Michigani Egyetemen és az isztambuli Boğaziçi Egyetemen dolgozó kutatópartnerek egy öröklődő mutációt vizsgáltak, amely fejlődési és mozgási rendellenességeket, valamint értelmi fogyatékosságot okoz. Az ilyen típusú betegségek a rokonházasságok miatt gyakoribbak a zártabb közösségekben, a kutatók ezért egy törökországi családot vizsgáltak. A tudósok két érintett testvérgyermek genetikai állományában egy olyan DNS-mutációt azonosítottak, amelynek eredményeképpen az autofágia egy kulcsfehérjéjében, az Atg5 fehérjében egy aprócska elváltozás történik: egyetlen aminosav egy másikra cserélődik. A csere hatására az idegsejtekben sérül az autofág lebontás, a kóros fehérjék és sejtorganellumok felhalmozódása megzavarja az érintett sejtek működését. Juhász Gábor és kollégái bizonyították, hogy ugyanez a mutáns génváltozat Drosophila esetén is autofágia hibát és mozgási rendellenességet okoz, a lebontás hibája pedig mutáns élesztősejtekben is kimutatható. Az eredmények kiválóan illusztrálják, hogy orvosgenetikusok, teljes genom szekvenálási technikákkal, Drosophilával és élesztővel foglalkozó kutatók, valamint szerkezeti biokémikusok együttműködése révén megérthetővé válhat egy ilyen komplex, sokféle tünettel járó betegség kialakulása.
A csoport kutatásait a nonprofit, jótékonysági szervezet, a Wellcome Trust támogatja.