Hulumtimi zhytet në rrjetin social të proteinave

Eksperimenti novator i Stanley Milgram “Gjashtë shkallët e ndarjes” demonstroi lidhjet çuditërisht të ngushta midis njerëzve në vitet 1960. Tani ekipi hulumtues i udhëhequr nga profesori Matthias Mann në Institutin Max Planck (MPI) të Biokimisë ka treguar se proteinat në qelizat tona janë po aq të lidhura mirë.

Rezultatet e studimit aktual, të cilat janë publikuar në revistën Nature , janë një hap vendimtar përpara në kërkimin e proteinave dhe përfaqësojnë pamjen e parë gjithëpërfshirëse të rrjetit të ndërveprimit protein-proteinë të një organizmi.

Eksperimenti i famshëm i Milgramit nga vitet 1960 tregoi se, mesatarisht, njerëzit e njohin njëri-tjetrin vetëm përmes gjashtë lidhjeve personale . Analizat më të fundit të rrjeteve sociale si Facebook-u kanë treguar se ne jemi edhe më të lidhur nga sa supozohej fillimisht, me një mesatare prej vetëm katër “shtrëngime duarsh” mes nesh.

Imagjinoni çdo proteinë në qelizat tona si një lloj nyje në një rrjet të madh social, si individët në një shoqëri. Ashtu si midis njerëzve në një shoqëri, lidhjet dhe shkëmbimet që bëjnë proteinat janë thelbësore. Për më tepër, këto ndërveprime përcaktojnë, për shembull, nëse proteinat tona mund të kryejnë funksionet dhe detyrat e tyre siç duhet dhe për këtë arsye nëse ne qëndrojmë të shëndetshëm apo jo.

Për të studiuar këto ndërveprime dhe rrjetin që rezulton në trupin tonë, shkencëtarët deri tani kanë pasur në dispozicion vetëm metoda që ishin shumë të paplota. Kjo e bëri pothuajse të pamundur marrjen e analizave të thella dhe rezultateve domethënëse në lidhje me rrjetin social të proteinave.

Për t’u zhytur në këtë rrjet social të proteinave, ekipi në MPI të Biokimisë përdori një qasje inovative që bën të mundur filtrimin e nyjeve individuale nga rrjeti dhe hetimin me cilat nyje të tjera ndërveprojnë. Metoda është akronimizuar si AP-MS dhe kombinon spektrometrinë e masës me pastrimin e afinitetit, një metodë në të cilën proteina e synuar, marrëdhëniet e së cilës duhet të hetohen, peshkohet nga deti i të gjitha proteinave, si të thuash.

Afiniteti ndaj proteinave me të cilat proteina e synuar ndërvepron drejtpërdrejt bën që ato të tërhiqen gjithashtu. Më pas, spektrometri i masës mund të masë saktësisht se cilat proteina janë të përfshira. Në këtë mënyrë, këto proteina mund të identifikohen si partnerë të drejtpërdrejtë të ndërveprimit të proteinës së synuar.

Ngjashëm me një peshkatar që zgjedh karremin sipas gjahut të tij të preferuar, studiuesit shënojnë proteinën e synuar (karremin) me një proteinë të vogël fluoreshente (shkopi peshkimi), i cili nga ana tjetër tërhiqet nga proteoma nga antitrupi që vepron. si peshkatar, duke tërhequr me vete proteinat e tjera .

Në studimin aktual, studiuesit arritën të reduktojnë sasinë e madhe të mëparshme prej 4 litrash të materialit qelizor në vetëm 1.5 ml. Meqenëse u duhet një kohë e caktuar që qelizat e gjalla të rriten në një kulturë qelizore, qasja e re e këtij studimi mundëson një hetim shumë më të shpejtë dhe më të saktë të rrjetit të proteinave në qeliza. Rrjedha e re e punës ofron kështu rezultate më të thella dhe një paraqitje të hartës së arkitekturës së proteinave me më pak hyrje në qelizë dhe kështu më pak kohë të nevojshme.

Studimi nënvizon rolin vendimtar të majave si një organizëm model për shkak të krahasueshmërisë së tij me njerëzit. Edhe pse majat janë ndër format më të thjeshta të jetës në natyrë, ato ndajnë funksione të rëndësishme qelizore me ne. Ndërveprimet molekulare të majave tregojnë se shumica dërrmuese e proteinave janë të lidhura ngushtë, me çdo proteinë që formon mesatarisht 16 lidhje, duke i lënë ato vetëm rreth katër “shtrëngime duarsh” larg njëri-tjetrit. Prandaj, proteinat duket se veprojnë po aq shoqërore sa ne njerëzit në rrjetin tonë social.

“Për të kuptuar se ku saktësisht gjërat shkojnë keq në qelizat e sëmura, është thelbësore të kuptojmë se si proteinat ndërveprojnë me njëra-tjetrën në qelizat e shëndetshme. Në studimin tonë, ne ishim në gjendje të zbulonim shumë lidhje të reja midis proteinave që ndodhin gjithashtu në qelizat njerëzore dhe janë të lidhura me sëmundje të tilla si kanceri ose sëmundja e Huntingtonit”, shpjegon André Michaelis, autori i parë i studimit.

Këto hetime mbi partnerët e ndërveprimit të proteinave që janë thelbësore për shëndetin tonë mund të përdoren gjithashtu për të nxjerrë përfundime rreth qasjeve të reja terapeutike të mundshme në të ardhmen. Kjo do të bënte të mundur marrjen e një qasjeje shumë më të individualizuar për origjinën e sëmundjeve tek çdo person.

Matthias Mann përfundon, “Gjetjet e studimit tonë na kanë dhënë një pasqyrë të paprecedentë në rrjetin proteinik të qelizave tona . Jam i bindur se lidhjet dhe ndërveprimet që kemi zbuluar do të jenë të një rëndësie vendimtare në të ardhmen për trajtimin e sëmundjeve të shkaktuara nga ndërveprime të gabuara të proteinave . Një projekt emocionues me rezultate tepër të detajuara.”