Forskere fra det spanske Center for Genomisk Regulering (CRG) og Cambridge Universitet i Storbritannien har opnået en banebrydende bedrift: For første gang nogensinde har de succesfuldt anvendt et plantehormon til at styre både mængden og placeringen af proteiner i levende dyrevæv. Denne opdagelse kan potentielt revolutionere studiet af aldringsprocesser og en lang række sygdomme.
Den nye metode, der blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications fredag, beskriver, hvordan man kan finjustere proteinniveauer – enten op eller ned – i specifikke dele af en levende organisme. Det bemærkelsesværdige er, at dette kan gøres uden at forstyrre organismens normale funktioner, oplyser CRG fra Barcelona.
Metoden er blevet afprøvet på rundorme, nærmere bestemt nematoden Caenorhabditis elegans. Her har forskerne vist, at de kan modulere proteiner i både tarmen og neuronerne gennem hele dyrets liv, alt imens ormen fortsætter med at spise, bevæge sig og vokse helt normalt.
Forfatterne bag studiet fremhæver, at dette nye værktøj “åbner døren for en helt ny generation af eksperimenter”, som hidtil har været umulige at udføre med eksisterende metoder. Eksempler inkluderer muligheden for at præcist måle den mængde protein, der er essentiel for at opretholde sundhed, eller at spore, hvordan selv små molekylære ændringer i ét væv kan påvirke resten af organismen.
“Ingen proteiner fungerer isoleret. Vores nye tilgang giver os mulighed for at undersøge, hvordan et væld af proteiner i forskellige væv interagerer for at styre organismens funktioner og aldringsprocessen,” forklarer Nikolaj Straustrup, forsker ved CRG og hovedforfatter på studiet.
Indtil nu har de fleste genetiske metoder kun tilladt enten fuldstændig aktivering eller eliminering af proteiner. Dette er en “ikke særlig nuanceret og kalibreret” tilgang, når man forsøger at forstå de finere biologiske detaljer.
“For at afkode biologiens nuancer har vi nogle gange brug for en halv proteinkoncentration her og en fjerdedel der. Men indtil nu har vi kun haft metoder, der fokuserede på den totale destruktion af et protein,” udtaler Straustrup og sammenligner det nye værktøj med “at justere lydstyrken på et fjernsyn”.
Denne banebrydende metode er en videreudvikling af den såkaldte AID-system (Auxin-inducible degron), som bygger på plantehormonet auxin – et stof kendt for at regulere planters vækst og udvikling.
Forskerne fra CRG har desuden udviklet en “tokanals” version af systemet. Denne version anvender to forskellige varianter af TIR1-enzymet, hvoraf hver aktiveres af en specifik type auxin-plantehormon.
“Det krævede en sand ingeniørmæssig bedrift at få dette til at fungere,” udtaler Jeremy Vicencio, forsker ved CRG og medforfatter på studiet. Han er overbevist om, at denne teknologi “vil åbne op for helt nye muligheder” inden for biomedicinsk forskning og studiet af aldring.
