Tvárou v tvár nedostatku ATP z mitochondrií môže bunkové jadro začať svoje vlastné mechanizmy na syntézu týchto molekúl.
Španielski biológovia identifikovali kľúčové podrobnosti o fungovaní tohto „alternatívneho zdroja energie“a identifikovali jeho najdôležitejšie proteíny. Toto je opísané v článku publikovanom v časopise Science.
Celková dĺžka DNA v každej bunke ľudského tela je približne 2 ma je nemožné ju umiestniť do jadra bez zložitého a hustého zabalenia. Súčasne mnoho procesov súvisiacich s DNA, vrátane replikácie, opravy a regulácie génovej aktivity, vyžaduje „rozbalenie“chromatínu a pôsobenie proteínov, ktoré spotrebúvajú energiu vo forme molekúl ATP. ATP je syntetizovaný mitochondriou (menej často av malom množstve sa tvorí počas glykolýznych reakcií v cytoplazme).
Pri masívnom prešmykovaní chromatínu však vzniká problém dodať požadované množstvo ATP do jadra. Pred viac ako polstoročím sa preto predpokladalo, že jadro má svoje vlastné mechanizmy na syntézu molekúl ATP. Dokazuje to aj nová práca španielskych biológov pod vedením Miguela Beata z Barcelonského vedeckého a technologického inštitútu (BIST).
Autori experimentovali na kultúre buniek nádoru prsníka. Zmerali pomer ATP k ADP („použité“energetické nosiče) v rôznych častiach bunky: v mitochondriách, v cytosóle av jadre. Blokovaním produkcie ATP v mitochondriách vedci ukázali, že jadro rýchlo vyčerpáva nahromadené rezervy ATP. Avšak za podmienok potreby závažného prešmykovania chromatínu (s pridaním progestínu, ktorý stimuluje hlboké zmeny v bunkovom metabolizme), obsah ATP v jadre naďalej rástol, napriek tomu, že mitochondrie už neplní svoju ponuku.
Zdrojom ATP v jadre je poly- (ADP-ribóza) (poly- (ADP-ribóza), PAR), ktorá sa tu používa najmä na reguláciu aktivity jednotlivých enzýmov. Hydrolýza PARG na jednotlivé monoméry sa uskutočňuje pomocou proteínu PARG. V prítomnosti pyrofosfátov NUDIX5 hydroláza katalyzuje ich konverziu na ATP. Miguel Beato a jeho kolegovia ukázali, že inhibícia ktoréhokoľvek z týchto proteínov bráni akumulácii ATP v jadrách buniek, dokonca aj tých, ktoré boli ošetrené progestínom, a vedie k prudkému spomaleniu procesov vyžadujúcich preskupenie chromatínu.
Zároveň autori poznamenali, že oba enzýmy vykazujú zvýšenú aktivitu v rakovinových bunkách. To naznačuje, že preskupenie genómu vyskytujúce sa v nádore vyžaduje aktívnu syntézu ATP v bunkových jadrách a robí z NUDIX5 sľubný cieľ pre tvorbu nových protirakovinových liekov.
Roman Fishman
Propagačné video: