Overfor mangel på ATP fra mitokondrier, kan cellekjernen starte sine egne mekanismer for syntese av disse molekylene.
Spanske biologer har identifisert viktige detaljer om hvordan denne "alternative energikilden" fungerer og identifisert de viktigste proteiner. Dette er beskrevet i en artikkel publisert av tidsskriftet Science.
Den totale lengden på DNA i hver celle i menneskekroppen er omtrent 2 m, og det er umulig å plassere det i kjernen uten en kompleks og tett pakning. Samtidig krever mange DNA-relaterte prosesser, inkludert replikasjon, reparasjon og regulering av genaktivitet, "pakking" av kromatin og virkningen av proteiner som bruker energi i form av ATP-molekyler. ATP syntetiseres av mitokondrier (sjeldnere og i små mengder dannes de under glykolysereaksjoner i cytoplasma).
Imidlertid med et massivt omorganisering av kromatin, oppstår problemet med å levere de nødvendige mengder ATP inn i kjernen. Derfor ble det for mer enn et halvt århundre siden antatt at kjernen har sine egne mekanismer for syntese av ATP-molekyler. Dette demonstreres også av nytt arbeid utført av spanske biologer under ledelse av Miguel Beato fra Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).
Forfatterne eksperimenterte på en kultur med brystsvulstceller. De målte forholdet mellom ATP og ADP ("brukte" energibærermolekyler) i forskjellige deler av cellen: i mitokondriene, i cytosol og i kjernen. Ved å blokkere produksjonen av ATP i mitokondriene, har forskere vist at kjernen raskt tømmer de akkumulerte reservene til ATP. Imidlertid, under betingelsene med behovet for en alvorlig omorganisering av kromatin (med tilsetning av et progestin, som stimulerer dyptgripende endringer i cellemetabolismen), fortsatte ATP-innholdet i kjernen til tross for at mitokondrier ikke lenger fylte på tilførselen.
Kilden til ATP i kjernen er poly- (ADP-ribose) (poly- (ADP-ribose), PAR), som spesielt brukes her for å regulere aktiviteten til individuelle enzymer. PARG-hydrolyse til individuelle monomerer utføres av PARG-proteinet. I nærvær av pyrofosfater katalyserer NUDIX5 hydrolase deres omdannelse til ATP. Miguel Beato og kollegene viste at hemming av noen av disse proteinene forhindrer akkumulering av ATP i kjernen i celler, også de som er behandlet med progestin, og fører til en kraftig avmatning i prosessene som krever omlegging av kromatin.
Samtidig bemerket forfatterne at begge enzymer utviser økt aktivitet i kreftceller. Dette antyder at genomomorganiseringer som forekommer i en svulst, krever aktiv syntese av ATP i cellekjernene, og gjør NUDIX5 til et lovende mål for opprettelsen av nye kreftlegemidler.
Roman Fishman
Salgsfremmende video:
