Εικόνα του κυτταρικού υποδοχέα που αναγνωρίζει τα πεπτίδια-οδηγούς (ροζ). Στην εικόνα φαίνεται ένα τέτοιο παγιδευμένο πεπτίδιο (κίτρινο)

13/12/2007

Σε ένα από τα εγκυρότερα διεθνή επιστημονικά περιοδικά, το Cell, δημοσιεύονται μερικά από τα ερευνητικά αποτελέσματα της διηπειρωτικής συνεργασίας των ερευνητικών ομάδων του Επίκουρου Καθηγητή Χαράλαμπου Καλοδήμου του Πανεπιστημίου Rutgers (New Jersey, ΗΠΑ) και του Ερευνητή του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας-Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) και Αναπληρωτή Καθηγητή στο Τμήμα Βιολογίας του Πανεπιστημίου Κρήτης Τάσου Οικονόμου. Αντικείμενο της έρευνας είναι ένα θεμελιώδες βιολογικό πρόβλημα: το πώς τα κύτταρα ρυθμίζουν την κυκλοφορία των πρωτεϊνών τους.

Το ένα τρίτο των πρωτεϊνών που παρασκευάζονται στα κύτταρα πρέπει να μεταναστεύσουν έξω από αυτά ή να "αγκυροβολήσουν" στην κυτταρική μεμβράνη ή να "στηριχθούν" σε καθορισμένα υποκυτταρικά διαμερίσματα, διεργασίες που είναι απαραίτητες για τη ζωή. Η ανεπιτυχής στόχευση των πρωτεϊνών-μεταναστών (όπως είναι π.χ. η ινσουλίνη, τα αντισώματα, κ.ά.) οδηγεί σε παθολογικές καταστάσεις όπως η κληρονομική ασθένεια κυστική ίνωση και τα αυτοάνοσα νοσήματα. Πώς όμως οι πρωτεΐνες-μετανάστες βρίσκουν το δρόμο προς τους τελικούς τους προορισμούς και πώς διαπερνούν τις κυτταρικές μεμβράνες;

Ο νομπελίστας βιολόγος Gunter Blobel ανακάλυψε πριν από 30 χρόνια ότι οι πρωτεΐνες-μετανάστες περιέχουν χημικά σήματα που ονομάζονται πεπτίδια-οδηγοί και τα οποία λειτουργούν σαν ταχυδρομικές διευθύνσεις αλλά και σαν μικροσκοπικές χειρολαβές.Ανάλογα με τον τελικό προορισμό τους, κάθε πρωτεϊνη-μετανάστης φέρει και διαφορετική διεύθυνση. Στη δημοσίευσή τους (Cell, 131(4), 16-11-2007), οι ομάδες των Χ. Καλοδήμου και Τ. Οικονόμου δείχνουν τον ακριβή μηχανισμό με τον οποίο ένας εξειδικευμένος κυτταρικός υποδοχέας αναγνωρίζει τα πεπτίδια-οδηγούς. Με την ειδική αυτή αναγνώριση ο υποδοχέας μπορεί να παγιδεύει τις πρωτεΐνες-μετανάστες πάνω στην επιφάνεια της μεμβράνης και να τις καθοδηγεί στον προορισμό τους, ωθώντας τις διαμέσου της μεμβράνης. Για τις παρατηρήσεις αυτές, η ομάδα του Χ. Καλοδήμου χρειάστηκε να αναπτύξει σημαντικές καινοτόμες μεθόδους δομικής βιολογίας.

Η αποκάλυψη του βασικού αυτού βιολογικού μηχανισμού αναμένεται να βοηθήσει την καλύτερη κατανόηση και αντιμετώπιση ασθενειών που οφείλονται σε προβληματική πρωτεϊνική κυκλοφορία. Επιπρόσθετα, αναμένεται να συνεισφέρει στην ανάπτυξη νέων αντιβιοτικών ενάντια σε παθογόνα βακτήρια. Τέλος, δίνεται η δυνατότητα βελτιστοποίησης της βιοτεχνολογικής παραγωγής ανθρώπινων πρωτεϊνών-φαρμάκων από μικροβιακά κύτταρα-εργοστάσια. Προσπάθεια προς τις κατευθύνσεις αυτές αλλά και προς την περαιτέρω διερεύνηση της υποκυτταρικής κυκλοφορίας πρωτεϊνών χρηματοδοτείται στο ΙΜΒΒ από ευρωπαϊκά και αμερικανικά προγράμματα, τη Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας και ιδιωτικά κεφάλαια.

www.ekt.gr, με πληροφορίες από ITE