Lizosomy to drobne struktury, często określane w żargonie biologów komórkowymi “wysypiskami śmieci”. Są to swoiste stacje recyklingu dla starych lub niepotrzebnych substancji, w tym bakterii i wirusów, które atakują organizm. Lizosomy odkryto w 1949 r. i od tego czasu w książkach od biologii były prezentowane jako jednorodne pęcherzyki, ale to błąd.
Czytaj też: W drodze po nieśmiertelność. Naukowcy odwrócili proces starzenia u myszy
Zespół naukowców z Uniwersytetu Stanu Luizjana pod kierownictwem Alyssy Johnson i Adama Bohnerta odkrył, że lizosomy mogą tworzyć złożone sieci, pod pewnymi względami przypominające spaghetti. Odgrywają one ważną rolę w procesie starzenia się – zarówno tym naturalnym, jak i indukowanym przez stres.
Nicień, muszka, człowiek?
Alyssa Johnson badała muszki owocowe (Drosophila melanogaster), a Adam Bohnert nicienie (Caenorhabditis elegans), ale wyciągnięte przez nich wnioski można przełożyć także na ssaki.
Okazuje się jednak, że lizosomy rurkowe są nie we wszystkich tkankach. Pojawiają się w sytuacjach stresowych, np. u nicienia w warunkach niedoboru pokarmu. Nie są to jednak typowe struktury przejściowe, bo po powrocie do normalności, lizosomy rurkowe wydłużają życie. Co ciekawe, korzyści takie odczuwa także potomstwo nicienia.
To ważna czarna skrzynka w biologii, o której nie mamy jeszcze zbyt wiele wiedzy. Z bardzo podstawowego poziomu definiujemy teraz na nowo krajobraz tego, co to znaczy być komórką. Lizosomy rurkowe mogą wskazywać na sposoby spowolnienia procesu starzenia się, a nawet jego odwrócenia. Brzmi to jak science fiction, ale to może być możliwe.Adam Bohnert
Warto jednak wspomnieć, że lizosomy rurkowe jako pierwsze zostały zaobserwowane nie w nicieniu, a w tkance mięśniowej muszki owocowej.
Moją pierwszą myślą było: “To jest piękne!” Nigdy wcześniej nie widziałem tak wyglądających lizosomów w żadnym typie komórek. W tym momencie wiedziałam w głębi serca, że muszę je dalej badać.Alyssa Johnson
Naukowcy opracowali zestaw narzędzi, które pozwalając ocenić każdy lizosom rurkowy. Jak się zachowuje, jak jest zbudowany i jak go stymulować – to tylko niektóre z kwestii, które można rozszyfrować. Do tej pory zidentyfikowano kilka genów, które mają związek z lizosomami rurkowymi.
Jeden z tych genów – jeśli się go nadmiernie aktywuje – może tworzyć sieci w miejscach, gdzie normalnie ich nie ma, i wydaje się to korelować ze zdrowiem zwierząt. Nasze pytanie brzmi: czy możemy go wprowadzić do zwierząt i tkanek, które normalnie ich nie mają, aby poprawić ich zdrowie? Próbujemy zrozumieć różnice między tkankami i czy możemy wyciągnąć wnioski z jednej tkanki, aby zapewnić korzystne wyniki dla innej tkanki lub ogólnie dla całego organizmu.Alyssa Johnson
Nicienie są niemal idealnymi zwierzętami do badania lizosomów rurkowych. Ciało C.elegans jest przezroczyste, więc łatwo można obserwować wzrost siatki lizosomów rurkowych pod mikroskopem fluorescencyjnym.
Jesteśmy jedynymi badaczami lizosomów rurkowych na świecie, co stawia nas w wyjątkowej pozycji, która pozwala nam otworzyć tę dziedzinę. Nasza praca obejmuje część podstawową, fundamentalną, a następnie część biomedyczną, w której wykorzystujemy naszą nową wiedzę na temat biologii lizosomów, aby sprawdzić, jak można ją wykorzystać do celów terapeutycznych. Przeprowadzimy badania genomu, badania biochemiczne i szeroką analizę tkanek. Znajdziemy nowe czynniki genetyczne, które regulują i kontrolują lizosomy kanalikowe.Alyssa Johnson
