Nowe narzędzie do blokowania endocytozy u roślin

Komórki roślinne absorbują wiele ważnych substancji w procesie zwanym endocytozą. Pojawiło się nowe narzędzie chemiczne do blokowania endocytozy u zidentyfikowanych roślin.

W roślinach endocytoza jest niezbędna do pobierania składników odżywczych, przekazywania sygnałów komórkowych i interakcji między roślinami a drobnoustrojami. Jednak witalna natura endocytozy utrudnia badanie z wykorzystaniem metod z genetyki klasycznej. Małe cząsteczki ukierunkowane na ten proces są dobrą alternatywą dla takich badań, ale w roślinach ich brakuje. Międzynarodowy wspólny wysiłek naukowców z kilku centrów VIB, Uniwersytetu w Gandawie i Wolnego Uniwersytetu w Berlinie, koordynowanego przez prof. Jenny Russinovą (Centrum Biologii Systemów Roślin VIB-UGent), znalazł nowy związek chemiczny, który blokuje endocytozę.

Jak blokować endocytozę?

Dzięki genetyce chemicznej naukowcy zidentyfikowali wcześniej małą cząsteczkę ES9, która hamuje endocytozę u roślin (Arabidopsis) i muszek owocowych (Drosophila). Niestety, związek ten powoduje, że wnętrze komórek staje się kwaśne. Blokuje to całkowicie proces endocytozy, który jest mało użyteczny w konkretnych badaniach. Istnieją jednak wskazówki, że ES9 może wiązać maszynerię komórkową potrzebną do endocytozy. Obecnie międzynarodowy zespół naukowców pod kierownictwem prof. Jenny Russinovej (VIB-UGent) odkrył, że ES9 wiąże się z klatryną, białkiem, które odgrywa główną rolę w tworzeniu powlekanych pęcherzyków, małych „narządów” w komórkach. Inne badania wiązania in vitro i krystalografia rentgenowska potwierdziły tę interakcję.

Pomagany dzięki wiedzy chemicznej zespołu dr Johana Winne’a (Ghent University), ES9 został zmodyfikowany i przekształcony w nowy analog ES9-17, który zachował zdolność wiązania klatryny, ale już nie zakwaszał komórki wewnątrz.

Międzynarodowa praca zespołowa prowadzi do nowych odkryć

Prof. Jenny Russinova (VIB-UGent) podkreśla wspólny charakter dochodzenia: – Projekt ten zgromadził naukowców o różnym doświadczeniu i pochodzeniu, takich jak biolodzy komórek roślinnych, biologowie komórek zwierzęcych, chemicy, eksperci proteomiczni i biologowie strukturalni. To badanie wyraźnie pokazuje, że podobne interdyscyplinarne chemiczne projekty genetyczne mają potencjał, by znacznie zwiększyć nowe odkrycia w dziedzinie biologii.

Profesor Jenny Russinova (VIB-UGent) podkreśla znaczenie swoich odkryć: – Identyfikacja ES9-17 przedstawia kilka nowych możliwości w dążeniu do zrozumienia handlu roślinami za pośrednictwem klatryny. Na przykład ES9 i ES9-17 oferują rusztowania chemiczne do identyfikacji substancji chemicznych, które są jeszcze bardziej skuteczne w blokowaniu funkcji klatryny, a w konsekwencji endocytozy. W ten sposób zwiększylibyśmy nasze zrozumienie procesów życiowych w roślinach.