logo

Пользовательского поиска

Sunday 22nd of July 2018

Главный регулятор клеточного метаболизма отвечает за реакцию клетки на стресс

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Вглубь живой материи
Автор: Administrator   
17.07.2010 07:28

 

 

AMPK функционирует во многих органах, контролируя уровень энергии

 

AMPK функционирует во многих органах, контролируя уровень энергии. (Рис. David Bungard, PhD, University of Pennsylvania School of Medicine)

 

 

 

 

 

 

 

AMP-активируемая протеинкиназа (AMP-activated protein kinase), или AMPK, - главный регуляторный белок метаболизма, эволюционно сохранившийся в огромном ряду биологических видов – от дрожжей до человека. Когда клетка испытывает недостаток энергии, AMPK выключает процессы, использующие энергию, и включает процессы, которые ее производят.


Ученые изучают AMPK уже в течение многих десятилетий и знают, что в активированном состоянии она включает целый ряд генов, посылая в клетку через многочисленные сигнальные каскады сообщение о необходимости производства большего количества энергии. Но что до сих пор оставалось неизвестным, это то, что осуществляемые посредством AMPK замедление или остановка роста клетки основаны на эпигенетическом механизме.

Профессор Шелли Бергер (Shelley Berger), PhD, директор программы эпигенетики в Университете Пенсильвании (University of Pennsylvania), и постдокторант лаборатории Бергера в Школе медицины Университета Пенсильвании (University of Pennsylvania School of Medicine) Дэвид Бангард (David Bungard), PhD, в сотрудничестве с директором Онкологического центра Абрамсона (Abramson Cancer Center) при Университете Пенсильвании Крейгом Томпсоном (Craig Thompson), MD, и Расселом Джонсом (Russell G. Jones), PhD, из Онкологического центра Гудмана (Goodman Cancer Centre) при Университете МакГилла (McGill University) продемонстрировали, что AMPK взаимодействует непосредственно с сайтами хромосом, так называемыми промоутерами, регулирующими экспрессию генов, связанных с клеточным метаболизмом.

Исследователи опубликовали свое открытие он-лайн в Science Express.

В отличие от генетических изменений, которые подразумевают возникновение мутаций в нуклеотидной последовательности ДНК, эпигенетические изменения в ядре не затрагивают ДНК, модифицируя только гистоновые белки, составляющие каркас хромосомы. Гистоны – находящиеся в ядре клетки белки, «упаковывающие» ДНК и организующие ее в структурные единицы. Эпигенетические изменения определяют характер сворачивания ДНК в хромосомах и, таким образом, доступность генов для регуляторных белков и ферментов, копирующих гены в «послания», закодированные в РНК.

«Эпигенетика изучает, как внешние факторы, не влияющие напрямую на ДНК, взаимодействуют с генами, при этом не изменяя их. Благодаря последним открытиям выясняется, что эпигенетическая информация играет важную роль как в здоровье человека, так и в развитии болезней», - поясняет профессор Бергер.

«Полученные нами результаты демонстрируют прямую связь между энергетическим состоянием клетки и ее эпигенетическим статусом», - добавляет доктор Бангард.

Для регуляции экспрессии генов AMPK присоединяет фосфат к гистону в ядре клетки

 

Для регуляции экспрессии генов AMPK присоединяет фосфат к гистону в ядре клетки.(Рис. David Bungard, PhD, University of Pennsylvania School of Medicine)

 

 

К настоящему моменту исследователи идентифицировали два гена, регулируемых AMPK на уровне ядерного гистона. Эти предварительные наблюдения были сделаны на тканевой культуре клеток, и сейчас ученые работают над их подтверждением на животных моделях.

Главной функцией AMPK является определение самого факта, что клетка испытывает стресс. В данном исследовании стрессорными факторами для клеток были ультрафиолетовое излучение и низкий уровень глюкозы. В последовательности постстрессорных событий AMPK выбирает посылаемые клеткой стрессовые сигналы и отправляется к ядру, чтобы связаться с важным супрессором опухолей белком р53. Это, в свою очередь, приводит к связыванию фосфата с гистоном вблизи гена р21, что активирует этот ген. Функцией гена р21 является остановка или замедление клеточного цикла до тех пор, пока энергетический уровень не вернется к норме.

Такой же механизм существует и для других генов, регулируемых AMPK, что позволяет ей непосредственно контролировать многие процессы. Эти процессы, например, накопление сахара и выработка инсулина, искажены при ожирении и диабете.

Ученые были удивлены полученными результатами: впервые удалось продемонстрировать присутствие AMPK в хроматине и показать, что ее мишенью являются гистоны, а также доказать участие гена р53 в определении стрессового состояния клетки через AMPK. Другие стрессовые белки могут использовать те же самые эпигенетические пути, и, следовательно, эти пути могут оказаться общими для реакции клетки на любые стрессорные факторы.

Проведенная исследователями работа может привести к разработке новых подходов к лечению ряда заболеваний, включая рак и диабет. Например, AMPK является мишенью метформина – наиболее широко применяемого препарата для лечения диабета II типа. Понимание того, как AMPK непосредственно изменяет экспрессию генов, может привести к выявлению новых мишеней, ассоциированных с этим заболеванием, и разработке новых методов его лечения.

 

 

По материалам

Penn Researchers Discover New Role for Master Regulator in Cell Metabolism, Response to Stress

 

Аннотация к статье: Signaling Kinase AMPK Activates Stress-Promoted Transcription via Histone H2B Phosphorylation

 

© «Главный регулятор клеточного метаболизма отвечает за реакцию клетки на стресс». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на сайт LifeSciencesToday.

 

 

 

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday132
mod_vvisit_counterYesterday1222
mod_vvisit_counterThis week132
mod_vvisit_counterLast week7705
mod_vvisit_counterThis month20248
mod_vvisit_counterLast month29238
mod_vvisit_counterAll days4054694

We have: 25 guests, 1 bots online
Your IP: 54.224.83.221
 , 
Today: Июл 22, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.