Noi instrumente matematice pentru a studia activitatea celulară, îmbătrânirea

Un nou studiu publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) de către Galen Collins de la Mississippi State University, împreună cu colaboratori de la Harvard Medical School și University of Cambridge, dezvăluie instrumente matematice inovatoare care măsoară ritmul de degradare al proteinelor celulare. Aceste descoperiri promit să aprofundeze înțelegerea proceselor de creștere și moarte celulară și a modului în care îmbătrânim.
Cercetarea utilizează principiul entropiei maxime pentru a cuantifica matematic ratele de degradare ale proteinelor, oferind o imagine clară a dinamicii proteomului mamifer. Studiul identifică trei categorii principale în care proteinele se degradează: în minute, ore sau zile. Această abordare matematică permite cercetătorilor să determine plauzibilitatea diferitelor scenarii de degradare proteinică cu o precizie fără precedent.

Aplicațiile acestei tehnici sunt diverse și relevante. De exemplu, echipa a explorat cum se modifică rata de degradare a proteinelor în celulele musculare în contextul dezvoltării și adaptării la înfometare. Rezultatele arată că înfometarea accelerează degradarea proteinelor cu durată medie de viață de câteva ore, un fenomen cu implicații potențiale pentru pacienții cu cancer care suferă de cașexie (pierdere musculară severă).

De asemenea, studiul sugerează că schimbările în degradarea proteinelor celulare pot contribui la dezvoltarea bolilor neurodegenerative, unde proteinele reziduale, care în mod normal se degradează rapid, tind să persiste mai mult decât ar trebui, comparând creierul cu o cameră de adolescent neîngrijită.

Această cercetare nu numai că iluminează mecanismele de degradare proteinică, dar oferă și o metodă nouă și puternică pentru a studia metabolismul proteinelor în celule cu precizie și rapiditate, promițând avansuri semnificative în biologia celulară și medicină. Galen Collins subliniază importanța acestui studiu ca un omagiu adus mentorului său, Alfred Goldberg, un pionier în studiul vieții și morții proteinelor, marcând continuarea și finalizarea a aproape cinci decenii de cercetare în acest domeniu.

sursa: Science Daily