Postępy Biologii Komórki, tom 38, 2011 23

Streszczenie: Czerniak należy do najbardziej złośliwych nowotworów człowieka, a liczba zachorowań na ten typ nowotworu wzrasta na świecie w zastraszającym tempie. Komórki czerniaka charakteryzują się wyjątkową opornością na stosowane obecnie metody leczenia. Badania z ostatnich lat przyczyniły się do lepszego poznania i zrozumienia biologii nowotworu i otwarły drogę nowym terapiom celowanym. Obecnie wiele czynników znajduje się we wczesnych fazach badań klinicznych, część z nich osiągnęła już III fazę, a w sierpniu 2011 roku FDA zaaprobowała nowy lek do walki z czerniakiem - Wemurafenib (PLX4032). Artykuł stanowi przegląd najważniejszych białek, szlaków i sieci sygnalizacyjnych zaangażowanych w rozwój i progresję czerniaka, ze szczególnym uwzględnieniem elementów będących najbardziej obiecującymi celami dla terapii antynowotworowej.

Streszczenie: Gibereliny (GA), jako jedne z podstawowych fitohormonów, kontrolują tak ważne procesy wzrostu i rozwoju roślin jak kiełkowanie nasion, wydłużanie łodyg i indukcję kwitnienia. Z ponad stu trzydziestu różnych GA zidentyfikowanych u roślin, grzybów i bakterii tylko nieliczne – GA₁, GA₃, GA₄, GA₅, GA₆, GA₇ – wykazują aktywność biologiczną, natomiast pozostałe są ich prekursorami lub produktami katabolizmu. W ciągu ostatniej dekady, dzięki użyciu biochemicznych, genetycznych i molekularnych technik badawczych szczegółowo poznano mechanizm percepcji i transdukcji sygnału giberelinowego u roślin (ryc. 11). W pierwszym etapie sygnał GA odbierany jest przez wewnątrzkomórkowy receptor GID1 (ang. GA insensitive dwarf 1) zlokalizowany zarówno w cytoplazmie, jak i w jądrze. W genomie ryżu (Oryza sativa) zidentyfikowano pojedynczy gen GID1, natomiast w genomie rzodkiewnika (Arabidopsis thaliana) odkryto trzy jego ortologi GID1a, GID1b, GID1c pełniące częściowo nakładające się funkcje. Wiązanie bioaktywnych GA do receptora GID1 promuje interakcje pomiędzy GID1 a domeną DELLA obecną w białkach DELLA będących głównymi represorami szlaku giberelinowego. Wyniki badań potwierdziły, że motyw DELLA jest niezwykle istotny dla tego typu oddziaływań, ponieważ jego usunięcie skutkuje brakiem zdolności do tworzenia kompleksu GID1-DELLA pomimo obecności GA. Podczas gdy u ryżu stwierdzono obecność zaledwie jednego białka DELLA – SLR1 (ang. slender rice 1), to u rzodkiewnika odkryto pięć takich białek – GAI (ang. GA insensitive), RGA (ang. repressor of GA1-3) RGL1, RGL2 i RGL3 (ang. rga like 1/2/3), które pod względem struktury zalicza się do rodziny roślinnych regulatorów transkrypcji GRAS (ang. gai, rga, scarecrow). Związanie białek DELLA przez GA-GID1 zwiększa ich powinowactwo do ligaz ubikwitynowo-białkowych E3 typu SCF (ang. SKP1-cullin-F-box-RBX1) zawierających białka z domeną F (FBP, ang. F-box proteins) – AtSLY1 u rzodkiewnika i OsGID2 u ryżu. Wyznakowane łańcuchem poliubiwitynowym białka represorowe są następnie degradowane w proteasomach 26S. Opisany cykl zdarzeń prowadzi do odblokowania określonych czynników transkrypcyjnych, które oddziałując z promotorami regulują geny docelowe. Przedstawiony w pracy nowatorski mechanizm przekazywania sygnału hormonalnego został jak dotąd opisany jedynie u roślin, jednak nie jest wykluczone, że może występować również u innych organizmów.

Słowa kluczowe: fitohormony, szlak giberelinowy, receptor GA – GID1, białka DELLA, ligazy ubikwityny

Streszczenie: Komórki NK (ang. natural killer) są limfocytami cytotoksycznymi, stanowiącymi istotny element nieswoistej odpowiedzi immunologicznej skierowanej przeciwko nowotworom i komórkom zakażonym wirusami lub pasożytami. Ich funkcja jest ściśle regulowana przez receptory aktywujące i hamujące, przy czym proces aktywacji zależy od wypadkowego sygnałowania obu rodzajów receptorów. Przedstawione tutaj badania wykazały dużą złożoność mechanizmów regulujących aktywność komórek NK podczas infekcji wirusowej oraz wskazują na udział komórek NK w swoistej odpowiedzi immunologicznej.

Słowa kluczowe: komórki NK, infekcja, aktywacja, cytotoksyczność, komórki dendrytyczne, limfocyty T, swoista odpowiedź immunologiczna, nieswoista odpowiedź immunologiczna

Streszczenie: Strigolaktony to grupa roślinnych regulatorów wzrostu i rozwoju, która pretenduje do miana fitohormonów. Odkrycie strigolaktonów nastąpiło w trakcie badań interakcji pomiędzy rośliną żywicielską a roślinnymi pasożytami z rodzajów Orobanche i Striga. Identyfikowane substancje, wydzielane przez korzeń żywiciela, pobudzały do kiełkowania nasiona pasożytów i wykazywały podobieństwo w budowie chemicznej, co pozwoliło na zaliczenie ich do jednej grupy - strigolaktonów. Z każdym rokiem pojawia się coraz więcej doniesień o roli jaką te substancje mogą pełnić u roślin. Wykazano, że są one zaangażowane m.in. w nawiązywanie interakcji pomiędzy korzeniami roślin a mikoryzowymi grzybami arbuskularnymi. Wydaje się, że to zjawisko stanowi klucz do rozwikłania zagadki samobójczego stymulowania kiełkowania nasion pasożytów przez żywicieli. Można przypuszczać, że parazytofity wykorzystały istniejący już w przyrodzie mechanizm wydzielenia przez rośliny strigolaktonów do gleby w celu nawiązania interakcji z grzybami symbiotycznymi. Opisanie udziału strigolaktonów w koordynacji rozkrzewiania pędu spowodowało rozkwit badań nad tą grupą regulatorów wzrostu i rozwoju roślin, co zaowocowało pierwszymi informacjami na temat molekularnych podstaw biosyntezy i sygnalizacji strigolaktonów. Poznano już kluczowe dla ich biosyntezy enzymy CCD7 i CCD8 (rozcinające karotenoidy), białka kontrolujące proces powstawania strigolaktonów - IAA12, IGI1 oraz inhibitor tego szlaku - TIS13. Zidentyfikowano także białka zaangażowane w transdukcję sygnału tej grupy regulatorów - FC1, D3 i D14. Co ciekawe, białka te podobne są pod względem sekwencji aminokwasowych lub konformacji do receptorów opisanych dla hormonów roślinnych, takich jak gibereliny, auksyny czy jasmoniany. Identyfikacja strigolaktonów u coraz większej liczby gatunków roślin sprawia, że podejmowane są próby zaliczenia tych regulatorów wzrostu i rozwoju do grupy hormonów. W pracy przedstawiono historię badań nad strigolaktonami, przegląd dotychczasowych doniesień o molekularnych podstawach biosyntezy i sygnalizacji oraz informacje o ich funkcji w świecie roślin.

Słowa kluczowe: parazytofity, regulatory wzrostu i rozwoju roślin, rozkrzewianie pędu, szlak RMS/MAX/D, strigolaktony.

Streszczenie: Ośrodkowy układ nerwowy w unikalny sposób odizolowany jest w znacznym stopniu od bezpośredniego wpływu środowiska zewnętrznego. Jest ona możliwa dzięki istnieniu, złożonej w swojej budowie, bariery-krew mózg będącą kompilacją cech anatomicznych jak i fizjologicznych. Charakterystyczne jest istnienie połączeń ścisłych między komórkami śródbłonka naczyń krwionośnych, stanowiących naturalną przeszkodę w biernym transporcie wielu substancji z krwi do mózgu, dlatego też dominuje transport aktywny poprzez barierę. Przerwanie jej ciągłości może nastąpić w wyniku szeregu schorzeń układu nerwowego, ale niewątpliwie najczęstszym tego powodem są urazy mózgowia, stanowiące coraz istotniejszy problem medyczny. Dlatego też ważne są wszelkiego rodzaju badania nad budową i przepuszczalnością bariery krew-mózg, które dostarczają coraz bardziej szczegółowych danych, poszerzających naszą wiedzę.

Słowa kluczowe: złącza ścisłe, uszkodzenie mózgu, narządy okołokomorowe

Streszczenie: Aktywacja limfocytów T w wyniku prezentacji antygenu na receptorze komórki T jest decydującym etapem w rozwoju odpowiedzi immunologicznej w czasie infekcji i w stanach zapalnych. Kontakt ten jest dynamicznym procesem prowadzącym do powstania synapsy immunologicznej. W ostatnim czasie wraz z intensywnym rozwojem technik mikroskopowych pojawiło się wiele danych na temat dynamiki formowania synapsy immunologicznej, interakcji białek w przestrzeni synaptycznej i aktywacji komórek T. W pracy przedstawiono nowe dane na temat budowy i funkcji synapsy immunologicznej powstającej podczas aktywacji komórek T.

Streszczenie: Warianty genomowe, obok zmian epigenetycznych uwarunkowanych przez czynniki środowiskowe i behawioralne, stanowią przyczynę zmienności wewnątrzgatunkowej. Przekształcenia genomowe mogą przyczyniać się do rozwoju chorób mendlowskich oraz nieistotnych z klinicznego punktu widzenia polimorfizmów, do których należą między innymi polimorfizmy pojedynczego nukleotydu oraz polimorfizmy zróżnicowania liczby kopii. Przekształcenia w ludzkim genomie powstają w wyniku czterech procesów: nie-allelicznej homologicznej rekombinacji, nie-homologicznego łączenia końców, blokowania widełek i przełączania matrycy oraz replikacji indukowanej przez pęknięcia w rejonach mikrohomologii. Zaburzenia w genomie mogą także powstawać w wyniku retrotranspozycji z udziałem mRNA. Zautomatyzowane metody badania zaburzeń genomowych są obecnie szeroko stosowane w diagnostyce molekularnej. Służą zarówno identyfikacji zmian w DNA, jak i badaniu uwarunkowanej genetycznie odpowiedzi na leki. Wiedza na temat zmian w nici DNA oraz mechanizmów ich powstawania służy rozwojowi diagnostyki, dzięki czemu szanse pacjentów na odzyskanie zdrowia są znacznie większe.

Słowa kluczowe: Warianty genomowe, polimorfizmy, rekombinacja, diagnostyka molekularna

Streszczenie: W procesie starzenia dochodzi do istotnych zmian w funkcjonowaniu układu immunologicznego, zarówno w zakresie odporności swoistej, związanej ze spadkiem całkowitej liczby limfocytów T i B, jak i odporności nieswoistej. W trakcie starzenia zaobserwowano wzrost całkowitej liczby komórek NK w krwi obwodowej oraz zmiany w rozkładzie ilościowym subpopulacji tych komórek. Z wiekiem dochodzi również do zmian w ekspresji receptorów powierzchniowych zarówno aktywujących, jak i hamujących funkcje komórek NK. Zmiany dotyczą także odpowiedzi komórek NK na działanie cytokin w procesie starzenia. Telomery komórek NK, podobnie jak telomery innych komórek układu odpornościowego, ulegają procesowi skracania wraz z wiekiem, któremu towarzyszy obniżenie aktywności telomerazy w spoczynkowych komórkach NK. Jednak komórki NK pochodzące od seniorów, nawet od osób w bardzo podeszłym wieku, mogą wykazywać tendencję do silnej aktywacji telomerazy po wcześniejszej stymulacji IL-2 w porównaniu do komórek NK pochodzących od osób młodych. W procesie tzw. „zdrowego starzenia” (ang. healthy ageing) dochodzi do wzrostu liczby komórek NK z dobrze zachowaną wysoką aktywnością cytotoksyczną NK. Komórki NK seniorów w podeszłym wieku mogą wykazywać zdolność do aktywacji i produkcji interferonu gamma porównywalną do młodszych seniorów i istotnie wyższą w porównaniu z osobami młodymi. Liczba komórek NK koreluje także z parametrami związanymi z poziomem stresu oksydacyjnego, ochroną antyoksydacyjną i stanem zapalnym. Liczba i aktywność komórek NK stanowią ważne parametry procesu „zdrowego” starzenia, które odzwierciedlają przesunięcia równowagi immunologicznej w związku z obniżającą się z wiekiem sprawnością odpowiedzi swoistej i zmianami zachodzącymi w odpowiedzi nieswoistej.

Słowa kluczowe: komórki NK, aktywacja, starzenie, telomery, telomeraza, cytotoksyczność, IFN-g