Istraživači sa Instituta za nauku u Tokiju otkrili su kako se dva oblika autofagije — makronukleofagija i mikronukleofagija — povezuju u održavanju ćelijskog zdravlja, što ima potencijalne implikacije u medicini i biotehnologiji. U novoj studiji, objavljenoj u časopisu Nature Communications, naučnici su analizirali kako ovi procesi utiču na preživljavanje ćelija kvasca Saccharomyces cerevisiae pod stresom izazvanim gladovanjem azotom.
Autofagija je osnovni mehanizam u ćelijama, odgovoran za degradaciju i reciklažu oštećenih organela, proteina i drugih komponenti, kako bi se održala homeostaza i sprečile ćelijske disfunkcije. Međutim, iako su poznati različiti oblici autofagije, fiziološki značaj procesa koji uključuju degradaciju jezgra, poput makronukleofagije, do sada je bio nepoznat.
Naučnici su u ovoj studiji otkrili da mutacije koje ometaju makronukleofagiju (defekti u atg39 genu) dovode do hiperaktivacije mikronukleofagije, što u konačnici uzrokuje smrt ćelije. Tim je analizirao kako povećana aktivnost mikronukleofagije, koja direktno razgrađuje deo jezgra putem nuklearno-vakuolnih spojeva (NVJ), izaziva ćelijsku smrt. S druge strane, blokiranje mikronukleofagije uspešno je sprečilo smrt ćelije, dok je dodatno pojačavanje mikronukleofagije samo pogoršalo stanje.
Ovi nalazi ukazuju na to da makronukleofagija ima ključnu ulogu u regulaciji mikronukleofagije, sprečavajući prekomernu degradaciju nuklearnih komponenti i čuvajući ćelijsku homeostazu. Tim je otkrio da protein Nvj1, koji se nalazi na površini jezgra, igra značajnu ulogu u ovoj interakciji, jer omogućava povezivanje jezgra i vakuole, što je od presudne važnosti za pravilnu funkciju mikronukleofagije.
Ovaj rad osvetljava složenost mehanizama autofagije i kako njihova interakcija može direktno uticati na ćelijski opstanak u stresnim uslovima. Dalja istraživanja ovog područja mogu otvoriti nova vrata za bolje razumevanje bolesti povezanim sa disfunkcijama autofagije, kao što su Alchajmerova i Parkinsonova bolest, kao i za razvoj biotehnoloških aplikacija koje koriste ove procese za očuvanje zdravlja ćelija.
Prema rečima dr. Ziianga Lija, vođe istraživačkog tima, „modulacija mikronukleofagije igra kritičnu ulogu u održavanju ćelijske homeostaze, a naši rezultati mogu pomoći u razumevanju kako ćelije upravljaju svojim sopstvenim zdravljem, što ima potencijalne primene u medicinskoj terapiji i biotehnologiji.“
