Zdrave ćelije na odgovarajući način reaguju na promene u svom okruženju. Oni to rade tako što osećaju šta se dešava napolju i prenose komandu preciznom biomolekulu u preciznom domenu koji može da izvrši neophodan odgovor.
Kada poruka stigne na pravi domen u pravo vreme, vaše telo ostaje zdravo. Kada završi na pogrešnom mestu u pogrešno vreme, možete dobiti bolesti kao što su dijabetes ili rak.
Rute kojima se poruke kreću unutar ćelije nazivaju se signalni putevi. Ćelije koriste samo nekoliko signalnih puteva da istovremeno reaguju na stotine spoljašnjih signala, tako da ti putevi moraju biti strogo regulisani. Novo istraživanje naučnika sa Univerziteta Kalifornije u San Dijegu otkrilo je iznenađujući način na koji ćelije regulišu signalne puteve.
Otkrili su da kada u ćeliji lebdi previše poruka, glasnici formiraju tečne kapljice, sekvestrirajući se tamo gde ne mogu da naškode. Rad je nedavno objavljen u časopisu Molecular Cell.
„Kapljice tečnosti organizuju ćelijske biohemijske aktivnosti u skladu sa prostorno-vremenskom regulacijom“, kaže dr Jin Zhang, profesor farmakologije na Medicinskom fakultetu UC San Diego i stariji autor studije.
Naučnici su radili sa jednim od glavnih puteva za ćelijsku komunikaciju. Zove se cAMP/PKA signalni put za svoja dva glavna aktera — cAMP (ciklični adenozin monofosfat) i PKA (protein kinaza zavisna od cAMP). Kada cAMP primi signal sa površine ćelije, on aktivira PKA. PKA prenosi poruku na odgovarajući domen, bilo da govori određenom genu da proizvodi više proteina ili stimuliše enzim da održi zdrav nivo glukoze u krvi.
Ipak, nije tako jednostavno. PKA prenosi poruke na stotine različitih domena. Prema Zhang-u, „U jednom trenutku, PKA treba da bude aktivna na plazma membrani. Ali sledećeg trenutka treba da se skine sa plazma membrane i da bude aktivna na mitohondrijalnoj membrani. Deset minuta kasnije, zaista treba da bude u jezgro da uključi transkripciju“.
Da bi stvari bile komplikovane, ponekad ćelije uključuju previše cAMP i PKA. Kada se to dogodi, ćelijska signalizacija postaje hiperaktivna i neselektivna. Zhang objašnjava: „Različiti mikrodomeni kontrolišu različite stvari. Recimo da želite da nivo cAMP bude visok oko kalcijumovih kanala, ali nizak na udaljenosti od 10 nanometara. Kako ćelija to postiže? Kontrolisanjem cAMP-a.“
Ali, nastavlja ona, „PKA je ista. Obično se regrutuje u određene domene vezivanjem proteina. Ali ako je aktivnost PKA previsoka, aktiviraće domene koje ne bi trebalo da aktivira. To je gubitak specifičnosti.“
Zbog toga, prema novom istraživanju, ćelije formiraju tečne kapljice kako bi osigurale da prava poruka stigne na pravi domen u pravo vreme. Kada su naučnici analizirali sastav kapljica tečnosti, kao i vreme kada su nastale, otkrili su da ćelije formiraju kapljice koristeći podjedinicu PKA kada je uključeno previše cAMP i PKA. Na taj način, kapljice su sekvestrirale višak cAMP i PKA i umanjile nespecifičnu signalizaciju.
U prethodnom radu, autori su otkrili da retka vrsta raka jetre nazvana fibrolamelarni karcinom (FLC) blokira formiranje ovih tečnih kapljica, što dovodi do nekontrolisane ćelijske signalizacije. „Mislimo da je nestanak kapljica tečnosti jedan od glavnih doprinosa ovoj hiperaktivnoj signalizaciji koja dovodi do tumorigeneze“, rekao je Zhang.
FLC je retka, ali razorna bolest. Obično pogađa ljude mlađe od 40 godina sa zdravom jetrom. Autori ovog rada se nadaju da će istražiti da li i drugi karcinomi uzrokuju gubitak tečnih kapljica i koji su molekularni mehanizmi iza toga. Njihov krajnji cilj je da osmisle molekularnu terapiju za lečenje FLC-a — „bilo šta“, kaže Zhang, „što nam pomaže da odgovorimo na nezadovoljene potrebe pacijenata sa FLC-om“.
