Nyligt opdaget protein kunne bruges til at producere livreddende svampemidler

Ligesom bakterier findes gær overalt, selv i og omkring vores kroppe. Og som med bakterier kan du blive smittet af gær og blive syg. Gær inficerer omkring 150 millioner mennesker om året og dræber omkring 1,7 millioner, især dem, der er immunsvækkede.

Gærceller og humane immunsystemceller er afhængige af overraskende ens kemiske reaktioner for at vide, hvornår de skal vokse. Forskere fra University of Arizona har identificeret subtile forskelle mellem de to celletyper, der kan hjælpe med at anspore udviklingen af ​​svampedræbende lægemidler, der er i stand til at angribe sygdomsfremkaldende gærsvampe i kroppen, mens de skåner immunsystemet.

Deres resultater, offentliggjort i tidsskriftet eLife , ikke kun har implikationer for lægemiddeludvikling, de giver også vigtig indsigt i udviklingen af ​​en gammel vækstkontrolvej, der findes i alle flercellede organismer.

Det er velkendt i det videnskabelige samfund, at et konglomerat af proteiner kaldet TORC1 - en forkortelse for Target of Rapamycin kinase Complex 1 - kontrollerer væksten af ​​celler i alt fra mennesker til gær. Men forskere har nu identificeret og navngivet det protein, der udløser denne proces i gær - en næringssensor og TORC1-regulator, som de kaldte Ait1. Når man arbejder normalt, lukker Ait1 ned for TORC1 i gær, når celler sultes efter næringsstoffer, hvilket blokerer cellevækst.

"Ait1 er lidt som en hånd, der holder TORC1 på plads, med en finger, der rækker ud over toppen og slår TORC1 til og fra afhængigt af, hvor mange næringsstoffer en celle har," sagde studiemedforfatter Andrew Capaldi, en lektor i UArizona Institut for Molekylær og Cellulær Biologi og medlem af BIO5 Institut.

Capaldi Lab er interesseret i at bestemme, hvordan celler fornemmer stress og sult og derefter beslutte, hvor hurtigt de skal vokse. At forstå, hvordan TORC1 udløses i forskellige organismer, er vigtigt for at udvikle behandlinger for en lang række sygdomme.

TORC1 blev oprindeligt opdaget i gær, men det er også afgørende for aktiveringen af ​​celler i det menneskelige immunsystem for at få et svar. Når TORC1 ikke fungerer, som det skal, kan det udløse udviklingen af ​​kræft, diabetes og forskellige neurologiske lidelser, herunder epilepsi og depression.

"Hvis TORC1 er for aktiv, kan det give anledning til kræft eller epilepsi. Hvis det er underaktivt, så kan det forårsage depression," sagde Capaldi. "Vi kalder dette Guldlok-regulering."

Men det faktum, at menneskekroppe er afhængige af den samme TORC1-vej som gær, udgør et problem.

Capaldi sagde, at hvis forskere udvikler lægemidler, der hæmmer væksten af ​​sygdomsfremkaldende gær ved at kontrollere TORC1, "er vi i store problemer, da TORC1 også kontrollerer væksten af ​​menneskelige immunceller og mere."

"Som et eksempel kan du blokere væksten af ​​gær meget let ved at bruge rapamycin - et lægemiddel, der binder direkte til og hæmmer TORC1 - så det ville bekæmpe enhver infektion godt," sagde Capaldi. "Men det samme lægemiddel bruges regelmæssigt til transplanterede patienter for at undertrykke deres immunsystem, så det ville være en katastrofe."

Forskerne fandt ud af, at mens TORC1-vejen er meget ens i gær og mennesker, stoler mennesker ikke på Ait1 til at regulere TORC1. Så lægemidler, der specifikt er rettet mod Ait1, bør hæmme væksten af ​​gær og ikke humane immunceller.

Ait1 har kun udviklet sig i de sidste 200 millioner år, hvilket er relativt nyt i evolutionære termer. For omkring 200 millioner år siden ser en TORC1-regulator ved navn Rheb ud til at være forsvundet fra cellerne i forskellige organismer, præcis da Ait1 udviklede sig.

"Vi viste, at nogle af de ældgamle TORC1-regulatorer fundet hos mennesker (inklusive Rheb) er gået tabt i den samme gær, som fik Ait1 for 200 millioner år siden," sagde Capaldi. "De samme gamle regulatorer er også gået tabt i udviklingen af ​​andre encellede organismer, herunder mange parasitter og planter. Så det er meget sandsynligt, at andre encellede organismer har fået nye regulatorer - svarende til Ait1 - af deres egne. Nu folk kan gå ud og lede efter dem, da de også vil være gode stofmål." + Udforsk yderligere

Hvorfor nogle gærtyper er bedre til gæring i alkoholfremstilling