science >> Wetenschap >  >> Chemie

Glutamine-afhankelijke activering van celgroei ontdekt

Fig. 1. TOR-complex activeringsmechanisme door glutaminebinding aan Pib2-complex:wanneer glutamine beschikbaar is, cellen beginnen te groeien, terwijl het niet beschikbaar is, ze beginnen autofagie. De regulering wordt gekatalyseerd door het TOR-complex, die verder wordt gereguleerd door glutamine te binden aan het Pib2-complex. Krediet:Universiteit van Osaka

Het menselijk lichaam bestaat uit ongeveer 35 biljoen cellen, dus zou kunnen worden gezegd dat de totale lichaamsgroei de groei van individuele cellen is. Een essentiële voedingsstof voor cellen zijn aminozuren, de bouwstenen van eiwitten (een van de drie belangrijkste voedingsstoffen). De aan- of afwezigheid van aminozuren reguleert de celgroei.

Een onderzoeksgroep aan de Osaka University onder leiding van Takeshi Noda ontdekte dat TOR (Target of Rapamycin), een enzymcomplex dat een centrale rol speelde bij celgroei, gecontroleerde autofagie. Echter, hoe informatie over aminozuren werd doorgegeven aan het TOR-complex en welk aminozuur werd gedetecteerd, werd niet goed begrepen.

Deze groep merkte op dat Pib2 een interactie aanging met het TOR-complex en onderzocht de gedetailleerde mechanismen ervan in ontluikende gist. specifiek, ze onderzochten de rol van Pib2-moleculen in een cel met celbiologische methoden, mutaties van Pib2 door genetische analyse, en de binding van Pib2-complex aan glutamine gelabeld met een radioactieve isotoop.

In feite, zowel het Pib2-complex als het TOR-complex waren aanwezig op de vacuole in cellen en gebonden of ongebonden volgens de aanwezigheid van glutamine. Uit deze bevindingen, de onderzoekers ontdekten dat het Pib2-complex direct aan glutamine bond, geactiveerde TOR-complexen, en gereguleerde celgroei en autofagie. Hun onderzoeksresultaten werden gepubliceerd in PLoS Genetica .

Hirofumi Ukai, de hoofdauteur van het artikel, zei:"Toen ik Ghana in West-Afrika bezocht als onderdeel van het Graduate Minor Program 'Cross-Boundary Innovation Program, ' Ik leerde over vertraagde groei bij zuigelingen in ontwikkelingslanden als gevolg van een tekort aan aminozuren, zoals lysine en threonine. Na terugkeer in Japan, Ik zette mijn studie voort terwijl ik me afvroeg welke van de 20 soorten aminozuren nodig waren voor celgroei, verifiëren dat glutamine van bijzonder belang was."

De verwachting is dat de toepassing van aminozuren in de voedingswetenschap zal triomferen over kanker en andere ziekten, evenals overleving op de lange termijn.

Fig. 2. Intracellulaire distributie van Pib2-complex en TOR-complex:Pib2-complex en TOR-complex zijn respectievelijk gekoppeld aan groene en rode fluorescerende eiwitten, en hun lokalisatie werd waargenomen door fluorescentiemicroscopie. Beide zijn verdeeld over het vacuolaire membraan wanneer glutamine beschikbaar is, en verzamel tot één puncta wanneer glutamine niet beschikbaar is. Krediet:Universiteit van Osaka