Ed Schmidt, profesor la Departamentul de Microbiologie și Imunologie din colegiile de Agricultură și litere și știință ale MSU, a lucrat cu echipe de cercetare din Ungaria, Suedia și Japonia la proiect, publicat la începutul acestei luni în revista Science Advances. Mecanismul, a spus Schmidt, este un instrument necunoscut anterior pe care celulele îl pot folosi pentru a-și proteja proteinele de a fi deteriorate ireversibil de procesele celulare numite reacții redox, care sunt comune și necesare, dar care, în exces, pot provoca daune extinse.
„reacțiile Redox sunt orice reacție în care mutați electroni de la o moleculă la alta”, a spus Schmidt. „Aproape tot ceea ce se întâmplă în celulele noastre, chimic și energetic, implică transferul de electroni. Dar este esențial ca acestea să fie menținute în echilibru. Celulele noastre investesc o cantitate enormă de efort și mașini în menținerea echilibrului redox corect.”
descoperirea făcută de echipa lui Schmidt se concentrează asupra atomilor de sulf ca parte a moleculelor de proteine din interiorul celulelor. Atunci când celulele sunt expuse la factori de stres externi-de la lucrurile pe care oamenii le mănâncă, substanțe chimice la care sunt expuse celulele sau orice alte surse-că stresul oxidativ poate deteriora părți ale proteinelor. Se credea anterior că celulele nu aveau nicio modalitate de a inversa această oxidare, bazându-se în schimb pe crearea de noi proteine pentru a le înlocui pe cele deteriorate. Cu toate acestea, a spus Schmidt, se pare că celulele noastre sunt uneori capabile să se protejeze prin adăugarea unui atom de sulf suplimentar pe sulfurile existente în anumite molecule de proteine. Apoi, când celula este expusă la stres, numai acel sulf suplimentar este deteriorat și poate fi apoi scindat de celulă, lăsând în urmă o proteină întreagă și nedeteriorată.”bănuim că, odată ce începe expunerea, este prea târziu pentru celulă să facă acest lucru”, a spus Schmidt. „Credem că celulele au un subset de proteine deja în această stare cu atomi de sulf în plus, ceea ce le face probabil inactive, dar cam în rezervă. Aceste proteine din rezervă se deteriorează, dar pot fi reparate și permit celulei să înceapă recuperarea pentru a produce noi proteine.”
daunele oxidative Extreme pot provoca mutații ADN, a spus Schmidt. Când aceste mutații se acumulează, există unele dovezi care indică un risc crescut de cancer, boli inflamatorii și boli precum boala Parkinson, boala Alzheimer și diabetul. Această nouă descoperire poate duce la progrese viitoare în medicină, ajutând la prezicerea sau chiar atenuarea acestor probleme de sănătate, dacă celulele umane pot utiliza acest mecanism mai eficient, a spus Schmidt, adăugând că există chiar și aplicații potențiale pentru proceduri medicale, cum ar fi transplanturile de organe.
„în timpul transplanturilor, organul trece printr-o perioadă în care nu are oxigen sau flux de sânge, dar odată transplantat, devine o grămadă de sânge oxigenat care provoacă o explozie de stres oxidativ”, a spus Schmidt. „Acum că începem să înțelegem aceste mecanisme, poate putem face ceva mai sofisticat pentru a permite celulelor dintr-un organ transplantat să se pregătească și să se protejeze.”echipa de cercetare a lui Schmidt, care face parte și din stația de experimente agricole din Montana, a lucrat cu alte patru echipe care au adus expertiză în chimia biologică a sulfului, biologia redox, biologia celulară și semnalizarea celulară din întreaga lume. Următorii pași în această cercetare, a spus Schmidt, includ investigarea exactă a modului în care celulele reușesc să adauge acele molecule suplimentare de sulf și modul în care acest proces este reglementat.”este posibil ca prin înțelegerea acestui sistem mai mult, am putea face progrese”, a spus Schmidt. „Înțelegerea unora dintre aceste mecanisme ne permite să venim cu idei noi.”
