Een studie uitgevoerd in C. elegans rondwormen van nematoden kunnen leiden tot een betere behandeling van een zeldzame menselijke genetische aandoening die ernstige neurologische symptomen veroorzaakt die leiden tot de dood in de vroege kinderjaren. In hun rapport gepubliceerd in Natuur Chemische Biologie , twee onderzoekers van het Massachusetts General Hospital (MGH) beschrijven de ontdekking dat: C. elegans kan de molybdeen-cofactor (Moco) verwerven - een molecuul dat essentieel is voor de functie van essentiële enzymen - door E.coli-bacteriën te consumeren, het eerste bewijs dat Moco kan worden overgedragen tussen soorten. De onderzoekers identificeerden ook de metabole route die verantwoordelijk is voor de symptomen die worden waargenomen bij Moco-deficiëntie.

"Tot nu, Men dacht dat Moco te onstabiel was om tussen cellen en weefsels te worden verhandeld. veel minder tussen organismen gescheiden door een miljard jaar evolutie, " zegt hoofdauteur Kurt Warnhoff, doctoraat, MGH Moleculaire Biologie. "Maar we vonden de interactie tussen deze soorten behoorlijk robuust. Bacteriën geïsoleerd uit rottend fruit - een typische... C. elegans habitat - waren in staat Moco aan de nematoden te leveren. dit vermogen van C. elegans Moco uit zijn microbioom halen is intrigerend en biedt hoop dat we soortgelijke systemen kunnen gebruiken om volwassen Moco te leveren aan patiënten met Moco-deficiëntie."

Veel reacties die essentieel zijn voor het leven vereisen de werking van enzymen, waarvan meerdere, beurtelings, hebben moleculen, cofactoren of co-enzymen genaamd, nodig om correct te kunnen functioneren. Een zo'n co-enzym, Moko, is nodig voor de opname van het element molybdeen in verschillende belangrijke enzymen. In mensen, genetische mutaties in Moco-synthetiserende enzymen veroorzaken Moco-deficiëntie. Getroffen zuigelingen krijgen epileptische aanvallen, verslechtering van hersenweefsel, ontwikkelingsachterstand en sterven meestal binnen de eerste paar maanden van het leven. Moco-deficiëntie komt naar schatting voor bij 1 op de 100, 000 tot 200, 000 geboorten.

Gezonde dieren van C. elegans voor mensen kunnen Moco in hun lichaam synthetiseren. in gemuteerd C. elegans die Moco niet kunnen synthetiseren, normale ontwikkeling stopt en de dieren sterven tenzij ze een bacterieel dieet krijgen met het co-enzym, parallel met de effecten van Moco-deficiëntie bij mensen. Gebruik makend van C. elegans genetica om te onderzoeken hoe Moco-tekort tot de dood leidt, Warnhoff en senior auteur Gary Ruvkun, doctoraat, ook van MGH Molecular Biology, identificeerde de route die normaal de zwavelhoudende aminozuren methionine en cysteïne afbreekt als de boosdoener. Een bijproduct van die afbraak is het vrijkomen van sulfiet, een toxine dat in veel voedingsmiddelen als conserveermiddel wordt gebruikt, en de onderzoekers ontdekten dat gebrek aan Moco het SUOX-enzym inactiveert dat normaal sulfiet ontgift, leidend tot de dood van de nematoden.

zegt Ruvkun, een professor in de genetica aan de Harvard Medical School, "Deze moleculaire inzichten bieden potentiële therapeutische mogelijkheden voor de behandeling van Moco-deficiëntie. Het beperken van blootstelling aan zwavelhoudende verbindingen en het inactiveren van de enzymen die sulfiet genereren, zou de fysiologische defecten en de daaruit voortvloeiende dood kunnen verlichten die onvermijdelijk zijn bij menselijke Moco-deficiëntie."

Vaststellen dat het simpelweg innemen van Moco-producerende E.coli voldoende was om de groei en ontwikkeling van Moco-deficiëntie te ondersteunen C. elegans suggereert dat het co-enzym zou kunnen functioneren als een vitamine. De onderzoekers ontdekten dat ongeveer tweederde van de bacteriële genomen Moco synthetiseert, wat aangeeft dat de nematoden meestal afhankelijk kunnen zijn van bacteriën om deze essentiële cofactor te leveren. Nu Warnhoff en Ruvkun en bezig om te onderscheiden hoe? C. elegans bepaalt wanneer Moco in zijn lichaam moet worden gesynthetiseerd en wanneer het moet worden ingenomen als een "voedingssupplement, " van de bacteriën die het consumeert.