Tajemnice krwinek czerwonych na poziomie cząsteczkowym
Krwinki czerwone (erytrocyty) przenoszą tlen do potrzebujących energii komórek organizmu. Jednym ze skutków niedoboru lub wadliwego działania erytrocytów jest anemia, która pozbawia chorego siły i energii i może prowadzić do problemów z układem sercowo-naczyniowym. W przypadku dzieci anemia może oznaczać nieprawidłowości neurologiczne, trudności w nauce oraz zaburzenia zachowania. Aby dotrzeć do istoty zaburzeń w tworzeniu się erytrocytów, w ramach finansowanego przez UE projektu Lmofundyn zbadano ten złożony proces, w którym ludzki organizm potrafi wytworzyć niemal 2,5 miliona nowych erytrocytów na sekundę. Skupiono się na sieci oddziaływań czynników transkrypcyjnych (TF, transcription factor). Są to specjalne białka, które wiążą się z DNA i regulują pierwszy etap wytwarzania białka erytrocytów. Badacze skupili się na ważnej rodzinie genów oraz odpowiadających im białek, LMO. Rola genu LMO2 w formowaniu się krwinek jest dobrze znana, ale jeden z jego partnerów, LMO4, dotąd skrywa tajemnice. Aby odkryć ścieżki, w których gen LMO4 bierze udział, zespół projektu Lmofundyn zastosował manipulację genetyczną, posługując się standardowymi technikami laboratoryjnymi oraz innymi, nowatorskimi metodami. Jedna z technik polega na oznakowaniu genu, a następnie odszukaniu kodowanego przez niego białka, które także będzie nosić dany znacznik. Wykorzystując spektrometrię masową do identyfikacji oznakowanych produktów, uczestnicy projektu znaleźli co najmniej 52 cząsteczki partnerskie genu LMO4. Kodowanie białka umożliwiają specyficznie ukształtowane obszary genu LMO4, które wiążą się z innymi cząsteczkami partnerskimi. W celu ich zlokalizowania naukowcy posłużyli się nowo opracowaną metodą – immunoprecypitacji chromatyny z sekwencjonowaniem (ChIP-Seq, chromatin immunoprecipitation sequencing). Za pomocą tej techniki stworzyli precyzyjną mapę globalną miejsc wiążących dla każdego z badanych białek. Kolejna metoda była oparta na knock-downach, w których geny są wyłączone i w związku z tym niezdolne do wytworzenia odpowiadających im białek. Ekspresja genu jest blokowana, tak że białka w ogóle brak, a w najlepszym razie jego ilość zostaje obniżona. Oprócz identyfikacji nowych partnerów biochemicznych genu LMO4 naukowcy dokonali kolejnego przełomu. Po raz pierwszy zebrali razem dowody na nową rolę tego białka. Odkryli, że białko w określonych warunkach podczas wytwarzania erytrocytów może działać jako represor genowy. Złożoność sieci ścieżek w procesie wytwarzania krwinek czerwonych jest niewyobrażalna. W toku projektu Lmofundyn poczyniono duży postęp w wyjaśnianiu części tych ścieżek. Wyniki projektu zostaną włączone do trwających prac nad modelowaniem sieci oddziaływań czynników transkrypcyjnych (TF) białek erytrocytów.
