Programowanie śmierci komórki
Zaprogramowana śmierć komórki (PCD) jest krytycznym zjawiskiem rozwojowym, niezbędnym dla kontrolowanego, czasowego rozwoju i homeostazy w organizmach wielokomórkowych. Wykorzystując techniki mikrospektroskopowe, w ramach europejskiego programu INSIGHT INSIDE badano interakcje molekularne pomiędzy odpowiednimi cząsteczkami sygnałowymi. Podłoże molekularne PCD może zostać wyjaśnione dzięki określeniu transdukcji sygnałów prowadzących do kaskad biochemicznych i ostatecznej apoptozy. Rola białek R była szczególnie badana przez holenderskich uczestników projektu na Uniwersytecie Wageningen. Wiele genów odporności na choroby roślin (R) koduje białka z trzema regionami istotnymi funkcjonalnie. Domeny terminalne mają pęczek helis (CC) i powtórzenia bogate w leucynę (LRR). W części środkowej znajduje się miejsce wiążące nukleotydy (NBS). Białka CC-NBS-LRR rozpoznają produkty pochodzące od patogenów i inicjują odpowiedź odpornościową, która często obejmuje rodzaj śmierci komórki, znany jako reakcja nadwrażliwości (HR). Na podstawie przesłanki mówiącej o tym, że białka R funkcjonują jako przełączniki molekularne wykorzystujące NBS, naukowcy próbowali wyjaśniać dalej te kaskady molekularne. Inną cechą białek R jest fakt, że ulegają translokacji bezpośrednio do jądra komórkowego. Są one strategicznie umieszczane w komórce w sposób umożliwiający bezpośrednie interakcje z czynnikami transkrypcyjnymi. Naukowcy odkryli, że region LRR jest odpowiedzialny za rozpoznawanie efektorów patogenów, co uruchamia autoinhibicję wewnątrzcząsteczkową. To następnie umożliwia przyłączanie dalszych cząsteczek sygnałowych lub oligomeryzację. Na końcu produkowane są związki przeciwpatogenowe, po czym następuje wybuch tlenu aktywnego i końcowy punkt krytyczny - śmierć komórki. W celu przyspieszenia poszukiwania interakcji białko-białko zaangażowanych w kaskady, uczestnicy projektu połączyli technikę library-versus-library ze znakowaniem bakteriofagów. Co więcej, wykorzystanie bakteriofagów znakowanych fluorescencyjnie pozwoliło na identyfikację oddziaływań białko-białko w czasie rzeczywistym. Dane z tych badań zostały wykorzystane w programach hodowli roślin, pozwalając uzyskać odporność na patogeny i pasożyty. Znajomość szlaków molekularnych umożliwia także opracowanie leków przystosowanych do różnych chorób, w tym nowotworowych.
