Prestiżowe publikacje polskich naukowców w Nature Communications i Nucleic Acid Research. Coraz lepiej rozumiemy życie na poziomie komórkowym

Naukowcy z Laboratorium Metabolizmu Białek Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie opublikowali dwa artykuły w prestiżowych czasopismach naukowych. Odkrycia wyróżnione w sekcji Editors' Highlights czasopisma Nature Communications, otwierają nowe możliwości badań nad interakcjami społecznymi i ich wpływem na systemy biologiczne na poziomie komórkowym. Druga publikacja w Nucleic Acid Research omawia unikalną bazę danych DEGRONOPEDIA, która stanowi cenne narzędzie dla badaczy zajmujących się biochemią, biologią molekularną oraz medycyną. 

Postęp w biologii molekularnej coraz lepiej wyjaśnia mechanizmy kontrolujące procesy życiowe na poziomie komórkowym. Jednym z takich osiągnięć jest badanie dotyczące egzoferów, czyli pęcherzyków zewnątrzkomórkowych mięśni w organizmie modelowego nicienia C. elegans, który odgrywa kluczową rolę w badaniach biomedycznych. Publikacja w Nature Communications, przygotowana przez zespół dr. Wojciecha Pokrzywy z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej (MIBMiK) oraz dr. Michała Turka z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN, skupia się na roli, jaką w regulacji egzofer odgrywają neurony węchowe oraz feromony specyficzne dla płci. Te zróżnicowane związki chemiczne, wydzielane również przez nicienie, są kluczowe w komunikacji międzykomórkowej. 

Naukowcy odkryli, że komunikacja za pośrednictwem określonych feromonów wpływa na produkcję egzofer przez mięśnie. Pod wpływem męskich feromonów mięśnie te produkują zwiększoną ilość pęcherzyków. Wspiera to rozwój embrionów w macicy matki, jednakże wiąże się także z kosztem somatycznym dla organizmu matki. Dodatkowo, wzrost populacji może skutkować zmniejszeniem produkcji egzofer, co stanowi strategię oszczędzania zasobów. 

Receptory sprzężone z białkami G, mało znane klasy neuronów i ich neuropeptydy odgrywają kluczową rolę w tym procesie, ukazując złożoną sieć komunikacji nerwowej odpowiedzialną za regulację produkcji egzofer w odpowiedzi na sygnały społeczne.  

– To odkrycie otwiera nowe perspektywy dla zrozumienia, jak sygnały środowiskowe mogą wpływać na funkcjonowanie organizmów na poziomie komórkowym, w tym również ludzkiego – podkreśla dr Wojciech Pokrzywa z MIBMiK. 

Druga publikacja, również autorstwa zespołu dr. Wojciecha Pokrzywy, zamieszczona w czasopiśmie Nucleic Acids Research, poświęcona jest DEGRONOPEDII. Jest to zaawansowana platforma internetowa, która umożliwia analizę degronów — krótkich, liniowych motywów białkowych rozpoznawanych przez ligazy E3 ubikwityny. Degrony są kluczowe w procesie sygnalizacji białkowej, prowadzącym do ich ubikwitynacji i degradacji, co jest niezbędne dla "czyszczenia" komórki ze zbędnych lub wadliwych białek, zapewniając jej prawidłowe funkcjonowanie. 

Mimo intensywnych badań nad funkcjonowaniem degronów, do tej pory brakowało zasobów umożliwiających ich systematyczne badanie. DEGRONOPEDIA została stworzona aby wypełnić tę lukę, oferując możliwość przeszukiwania proteomu — pełnego katalogu białek w danej komórce —  w poszukiwaniu degronów i mapowania ich w kontekście ubikwitynacji. Baza danych udostępnia również informacje o nieuporządkowanych obszarach białek, które mogą odgrywać rolę podczas ich degradacji. Ponadto, platforma dostarcza danych na temat ewolucyjnej konserwacji degronów, ich modyfikacji oraz mutacji. 

– Co warte podkreślenia, DEGRONOPEDIA wykorzystuje technologie uczenia maszynowego w celu identyfikacji degronów w nowo powstałych końcach białkowych. Praktyczne zastosowanie platformy zostało potwierdzone badaniami eksperymentalnymi — mówi współautorka artykułu i liderka projektu, Natalia Szulc z Laboratorium Metabolizmu Białek MIBMiK. 

DEGRONOPEDIA jest dostępna bezpłatnie na stronie https://degronopedia.com/

Artykuł w Nature Communications “Pheromone-based communication influences the production of somatic extracellular vesicles in C. elegans” jest dostępny pod linkiem: https://www.nature.com/articles/s41467-024-47016-x

Z artykułem w Nucleic Acid Research “DEGRONOPEDIA: a web server for proteome-wide inspection of degrons” można się  zapoznać pod linkiem:  https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkae238/7639542