Forskere opdager, hvordan et protein reducerer den negative virkning af vandtab i celler

En forsker fra University of Houston College of Medicine har fundet ud af, hvordan et protein inde i kroppen reducerer de negative virkninger af hypertonicitet, en ubalance mellem vand og opløste stoffer inde i cellerne. Hypertonicitet forårsager cellekrympning og eventuel celledød. Resultaterne kan have konsekvenser for en lang række sygdomme, herunder ødem fra hjernetumorer, autoimmune sygdomme og nyreskader.

"Vi har fundet en mekanisme for, hvordan proteinet, kaldet Nuklear Faktor af aktiverede T-celler 5 (NFAT 5), arbejder for at regulere tonicitet, især som reaktion på hypertonicitet, " sagde Raj Kumar, klinisk professor i biokemi, UH College of Medicine. Kumar rapporterer sine resultater i journalen Proceedings of the National Academy of Sciences . NFAT5 spiller en afgørende rolle ved at beskytte celler mod skadelige virkninger af stress i væv, såsom nyrerne, der oplever store udsving i væskevolumen. Når NFAT5 er aktiveret, det udtrykker beskyttende osmolytter, små opløste stoffer, der påvirker væskebalancen og hjælper med at bevare cellernes integritet. Kumar fandt ud af, at osmolytters arbejde ikke stopper der. I en symbiotisk proces, de kan også aktivere NFAT5.

"NFAT5 får osmolytter og osmolytter til at virke på NFAT 5 for at give det struktur, så det kan aktivere gener, " sagde Kumar. De første 200 aminosyrer i den genetiske sekvens af NFAT5 er intrinsisk ordnet, ustruktureret uden defineret form. Kumar fandt ud af, at osmolytter øger strukturen i regionen, og når de først er struktureret, NFAT5 interagerer med andre proteiner, nogle kritiske for at opretholde cellulær funktion.

"Sådanne protein-protein-interaktioner er den naturlige funktion af enhver transkriptionsfaktor. Et af proteinerne, der interagerer med det strukturerede NFAT5, er højmobilitetsgruppeprotein (HMGI-C), som vides at undertrykke apoptose eller programmeret celledød, " sagde Kumar.

Betydningen af ​​vand

Hvis du nogensinde har ejet en plante, du ved, hvor vigtigt vand er for dets livsnerve. Ikke overraskende, vand spiller samme rolle som mennesker, udgør omkring 70 % af cellemassen. For alle 70 billioner celler i den menneskelige krop, hver enkelt har brug for balancen mellem vand og opløste stoffer for at udføre deres mission, at sikre kroppen, dets organer og væv, alle fungerer korrekt.

Men den sarte balance bliver nogle gange forstyrret, og ligesom når vand igler ud af planteceller og får planten til at dø, når vand igler ud af menneskelige celler, via osmose, celledød begynder, når cellerne begynder at skrumpe.

"Pattedyrceller har adaptive reaktioner, der forbedrer overlevelse under forskellige former for stress, " sagde Kumar. "Celler tilpasser sig hypertonisk stress ved at akkumulere organiske osmolytter, som er kendt for at kompensere for reduktionen af ​​cellevolumen induceret af det hyperosmotiske miljø ved at tillade osmotisk tilstrømning af vand ind i cellerne."

Resultaterne rejser muligheden for, at øget intracellulær ionstyrke og forhøjede osmolytter forårsaget af hypertonicitet aktiverer og stabiliserer NFAT5.