מחקר שנערך על ידי המרכז לתהליכי redox בביו -רפואה (redoxoma) בהובלת מרילין דמסי מהמכון בוטנטן (סאו פאולו, ברזיל) מציג מודל ניסיוני חדש ויקר לחקירת האינטראקציה בין התפקוד הפרוטאזום למיטוכונדריה. בתאים אוקריוטיים, הפרוטאזום הוא קומפלקס חלבון האחראי על ביטול חלבונים פגומים ולא מתפקדים, ובכך עוזר לשמור על איזון סלולרי ותפקוד נכון.
בשנים האחרונות מחקרים חשפו כי הפרוטאזום והמיטוכונדריה קשורים זה לזה יותר ממה שנחשב בעבר. הפרוטאזום ממלא תפקיד בבקרת האיכות של חלבונים המיועדים למיטוכונדריה, ואילו חילוף החומרים המיטוכונדריאלי משפיע על היעילות שבה מושפלים חלבונים המסומנים להשמדה.
Redoxoma, מרכז מחקר, חדשנות והפצה (RIDC) של FAPESP הממוקם במכון לכימיה לכימיה של אוניברסיטת סאו פאולו (IQ-USP) ערך מחקרים המתמקדים בהשפעות של תפקוד לקוי של פרוטאזום בזן המוטנטי C76S של השמרים Saccharomyces cerevisiae. המחקר גילה כי מחסור במערכת זו מוביל לעלייה במתח חמצוני מיטוכונדריאלי. זה הוכח על ידי עלייה במימן חמצן (H2O.2) שחרור וריכוז Peroxiredoxin 1 (Prx1) נמוך יותר. PRX1 הוא אנזים מכריע בהסרת חמצן. אצל יונקים, Mitochondrial Prx3 שווה ל- Prx1 בשמרים.
הדבר החשוב ביותר בעבודה זו הוא שיש לנו זן שמרים שיכול לשמש מודל לחקירת מחסור בפרוטאזום ביחס למטבוליזם מיטוכונדריאלי, מודל שעדיין לא קיים בספרות. "
מרילן דמאסי, מכון בוטנטן
המחקר פורסם במאמר בכתב העת ארכיונים של ביוכימיה וביו -פיזיקהו
הצעדים הבאים
החוקרים פועלים כעת להבין מדוע רמות PRX1 יורדות בתאים עם פרוטאזומים נפגעים. "אנחנו עדיין לא יודעים אם הייתה ירידה בביטוי הגנים של PRX1, וזה אפשרי, מכיוון שהפרוטאזום ממלא גם תפקיד בוויסות שעתוק הגנים, או אם החלבון מתחמצן יותר. הוא עלול להיפטר, וכתוצאה מכך, להיות מושפל יותר. אולי העודף פרוקסיד מקדם את השפלתו המתמשכת," אומר החוקרת במכון האנטנטי.
כדי לענות על שאלות אלה, הקבוצה מתכננת לערוך ניתוחים טרנסקריפטיים ופרוטאומים השוואתיים של זני הבר והמוטנטים המעובדים בתנאי נשימה. המטרה היא לבסס זן זה כמודל לחקר התפקיד של מערכת ubiquitin-proteasome במטבוליזם של תאים.
