От диета до лакомия Институтът по биофизична химия на Макс Планк
Изследователите на Макс Планк откриват, че микроРНК помагат на клетките да реагират на променливия прием на хранителни вещества
Понякога има зеленчуци, понякога месо - понякога много, понякога малко: ядем много променливо от време на време. Това важи особено за животните, те трябва ежедневно да се задоволяват с това, което намерят или плячка. Следователно хората и животните непременно имат способността да се справят с тези колебания. Досега обаче малко се знае за това как точно телесните клетки балансират променящото се снабдяване с хранителни вещества. Изследователи, работещи с Халина Щербата от Института на Макс Планк (MPI) за биофизична химия в Гьотинген, сега са открили чрез своята работа върху плодовите мухи, че така наречените микро-РНК играят важна роля в този регламент. (Генетика, 7 март 2016 г.)
Микро-РНК (miRNAs) са малки фрагменти от РНК, които контролират активността на гените. Всяка отделна miRNA разпределя ефекта си върху много гени и обратно, много гени се регулират от няколко miPHK. РНК молекулите завъртат няколко винта на клетъчната техника едновременно, за да прецизират отделните стъпки на работа. Сложната мрежа от гени и miRNAs затруднява учените да разберат какъв ефект има определена miRNA върху клетъчните процеси.
Два фоликула от яйчник на плодовата муха Drosophila melanogaster. Клетъчните ядра са оцветени в червено, клетките на фоликулите и стилните клетки (които свързват фоликулите) са оцветени в зелено, а клетките, произвеждащи mir-310s, са в синьо.
Халина Щербата, ръководител на изследователската група на Макс Планк за генна експресия и сигнализация в MPI за биофизична химия, и нейният екип изследваха ролята на определена група miRNAs в плодовата муха Drosophila melanogaster. Изследователите установили, че miRNAs от семейство mir-310s в клетките на мухите помагат за адаптиране на метаболизма към хранителните запаси в краткосрочен план. За целта те контролират няколко гена от важен път на сигнала в клетката. Резултатите от учените от Гьотинген за първи път показват, че miRNAs предават хранителни сигнали на метаболизма на клетката.
Мухи на захарната диета
„Разбрахме за mir-310s, защото това семейство miRNA в нашите мухи реагира на стрес и болести“, обяснява Щербата. „Затова искахме да проучим въпроса как mir-310 помагат на организма да реагира на такива обстоятелства.“ За целта изследователите изследваха мухи, които нямат mir-310 поради мутация. В процеса те се натъкнаха на цяла поредица от гени, които промениха своята активност, когато липсваха mir-310. Много протеини, които клетките произвеждат според указанията на гените, също присъстват в различни количества. „Забележително е, че те включват особено голям брой протеини, които влияят на клетъчния метаболизъм. Това показа, че mir-310s е важен, за да се адаптира метаболизмът към приема на хранителни вещества “, казва Хенинг Урлауб, който ръководи изследователската група за биоаналитична масова спектрометрия в MPI в Гьотинген. Следователно мухите без ME-310 са по-чувствителни към диетичните колебания?
За да проверят това, учените поставят мухите на „сладка храна“ - животните са били хранени само със захар. Всъщност се оказа, че мутиралите мухи имат големи трудности да се адаптират към липсата на аминокиселини и други важни хранителни вещества: гените, важни за метаболизма, реагират много различно при мухите без mir-310s, отколкото при немутиралите мухи. Външно животните не показват никакви аномалии. Че нещо не е наред с тях, може да се види в някои тъкани и органи: „Мухите без mir-310 са имали по-голям стомах и са натрупали повече мазнини“, съобщава Ибрахим Йомер Чичек от изследователската група на Щербата. Използването на клетъчни хранителни вещества изглеждаше извън контрол.
Женските също са имали променени яйчници - аномалия, с която биолозите вече са били запознати: мухите развиват много подобни на вид яйчници с нарушения в т. Нар. Пътека за сигнализиране на таралеж. И има още нещо общо: Таралежът Singalweg също предава информация за приема на хранителни вещества. Това е особено важно при яйчниците, тъй като производството на яйца за мухи е много енергоемко. „Поради това подозирахме, че има връзка между mir-310 и сигналния път на таралежа“, обяснява Чичек. По-нататъшни експерименти най-накрая показаха, че и двете всъщност са свързани: miRNAs контролират гените на няколко фактора в сигналния път и по този начин влияят върху развитието на яйчниците.
„Микро-РНК обикновено имат само незначителен ефект върху активността на отделен ген. Но ако, както в този случай, те контролират няколко гена от един и същ сигнален път, това може значително да увеличи ефекта им “, обяснява Халина Щербата. „Напълно възможно е mir-310s да е само първият пример за много зависими от храненето процеси, които се регулират от микро-РНК.“ (Fk)