Jak funguje mechanismus syntézy protistresového hormonu? Čeští vědci na to přišli

Vědci z Mikrobiologického ústavu Akademie věd ČR výrazně rozšířili znalosti o proteinu ATF4, který řídí reakce buněk na stres způsobený nedostatkem kyslíku či živin. Jejich studie, publikovaná v časopise Cell Reports, odhaluje nový a složitější mechanismus tvorby tohoto klíčového proteinu. Poslední poznatky mohou být v budoucnu zásadní pro vývoj nových léčebných terapií proti různým onemocněním.

Stejně jako lidské tělo, i buňky podléhají stresu v nepříznivých podmínkách. Protein ATF4 je zásadním nástrojem, který buňce pomáhá zvládnout stres. Výzkumníci z Laboratoře genové exprese v Mikrobiologickém ústavu AV ČR se věnují tomuto „protistresovému“ proteinu již deset let. Detailně popsali molekulární mechanismus jeho tvorby, která se aktivuje pouze v okamžiku stresu.

„Zatímco během stresové situace se syntéza velké většiny proteinů v buňce prakticky zastaví, syntéza ATF4 se naopak rozjede naplno. Děje se tak díky speciálním regulačním prvkům, které se nacházejí na začátku mRNA, jež tento protein kóduje,,“ vysvětluje vedoucí laboratoře Leoš Shivaya Valášek.

Buňky mají různé mechanismy pro reakci na stresové situace, včetně signálních drah, které mění jejich chování. ATF4 je klíčovým průsečíkem několika těchto drah a určuje osud stresované buňky. „Tento protein umožní buňce v okamžiku úplně přeprogramovat její činnost, aby všeho nechala a veškerou energii soustředila na vyrovnání se s daným stresem. Pokud se jí to v přesně daném časovém okamžiku nepodaří, ATF4 spustí tzv. programovanou buněčnou smrt, aby se takto stresovaná buňka nestala pro své okolí nebezpečnou – např. zhoubnou, tedy nekontrolovaně se dělící,“ doplňuje Anna Smirnová z Mikrobiologického ústavu AV ČR.

Mechanismus syntézy ATF4 byl poprvé popsán ve dvou publikacích v roce 2004. Nicméně další studie naznačily, že regulace tohoto proteinu je mnohem složitější, než se původně myslelo. Vědci z Mikrobiologického ústavu AV ČR se proto pustili do desetiletého výzkumu, aby tuto komplexnost objasnili. Objev je důležitý při zkoumání nových léčebných terapií. „Vzhledem k tomu, že deregulovaná syntéza ATF4 provází různé patologické stavy, včetně nádorových onemocnění, naše práce jasně ukazuje, že při zvažování vhodných terapií, které cílí na ATF4, je třeba brát na zřetel komplexnost kontroly syntézy tohoto klíčového regulátoru života či smrti stresovaných buněk,“ uzavírá Valášek.