Ed Schmidt, profesor v ústavu Mikrobiologie a Imunologie v MSU vysoké školy Zemědělství a Dopisů a Vědy, pracoval s výzkumnými týmy z Maďarska, Švédska a Japonska na projektu, zveřejněné tento měsíc v časopise Science Advances. Mechanismus, Schmidt řekl, je dosud neznámý nástroj, který buňky lze použít k ochraně jejich proteiny od být nevratně poškozeny buněčné procesy nazývají oxidačně-redukční reakce, které jsou společné a nezbytné, ale které v nadbytku, může způsobit rozsáhlé škody.
„redoxní reakce jsou jakákoli reakce, kdy pohybujete elektrony z jedné molekuly na druhou,“ řekl Schmidt. „Téměř vše, co se děje v našich buňkách, chemicky a energicky, zahrnuje přenos elektronů. Ale je důležité, aby byly udržovány v rovnováze. Naše buňky investují obrovské množství úsilí a strojů do udržování správné redoxní rovnováhy.“
objev Schmidtova týmu se zaměřuje na atomy síry jako součást proteinových molekul uvnitř buněk. Když jsou buňky vystaveny na vnější stresory-z věcí, které lidé jedí, chemických látek, jsou buňky vystaveny, nebo libovolný počet dalších zdrojů-že oxidační stres může poškodit části bílkoviny. Dříve se předpokládalo, že buňky nemají způsob, jak zvrátit tuto oxidaci, místo toho se spoléhají na výrobu nových proteinů, které nahradí poškozené. Nicméně, řekl Schmidt, zdá se, že naše buňky jsou někdy schopny se chránit přidáním dalšího atomu síry na existující síry v určitých proteinových molekulách. Pak, když je buňka vystavena stresu, je poškozena pouze ta další síra, která může být buňkou odštěpena, zanechávající za sebou celý a nepoškozený protein.
„máme podezření, že jakmile začne expozice, je příliš pozdě na to, aby to buňka udělala,“ řekl Schmidt. „Myslíme si, že buňky mají podmnožinu proteinů již v tomto stavu s extra atomy síry, což z nich činí pravděpodobně neaktivní, ale druh rezervy. Tyto proteiny v rezervě se poškodí, ale mohou být opraveny a umožňují buňce zahájit regeneraci a vytvořit nové proteiny.“
extrémní oxidační poškození může způsobit mutace DNA, řekl Schmidt. Když se tyto mutace hromadí, existují důkazy, které poukazují na zvýšené riziko rakoviny, zánětlivých onemocnění a nemocí, jako je Parkinsonova choroba, Alzheimerova choroba a diabetes. Tento nový objev může pomoci vést k budoucí pokrok v medicíně tím, že pomáhá předvídat nebo dokonce zmírnit ty zdravotní problémy, když lidské buňky, může využít tento mechanismus efektivněji, řekl Schmidt a dodal, že existuje i potenciální aplikace pro lékařské postupy, jako transplantace orgánů.
“ během transplantací orgán prochází obdobím, kdy nemá žádný kyslík ani průtok krve, ale jakmile je transplantován, dostane nával okysličené krve, který způsobuje výbuch oxidačního stresu,“ řekl Schmidt. „Teď začínáme rozumět těmto mechanismům, možná můžeme udělat něco sofistikovanější umožnit buněk v transplantovaném orgánu pro přípravu a chránit.“
Schmidt je výzkumný tým, který je také součástí Montana Zemědělského Experiment Station, pracoval s dalšími čtyřmi týmy, které přinesl odborné znalosti v biologické síry chemie, redoxní biologie, buněčné biologie a buněčné signalizace z celého světa. Další kroky v tomto výzkumu, řekl Schmidt, zahrnují zkoumání, jak přesně se buňkám podaří přidat tyto další molekuly síry a jak je tento proces regulován.
„je možné, že díky většímu pochopení tohoto systému bychom mohli dosáhnout pokroku,“ řekl Schmidt. „Pochopení některých z těchto mechanismů nám umožňuje přicházet s novými nápady.“
