Serwis prasowy / Press Release - Instytut Biologii Doświadczalnej

ul. Pasteura 3, 02-093 Warszawa
http://www.nencki.gov.pl
e-mail: [email protected]
tel.: +48 22 5892000 (centrala)
+48 22 5892491 (sekretariat)
fax: +48 22 8225342
Warszawa, 30 listopada 2011
Mózg i ziemniak: są podobieństwa – w kanałach jonowych
mitochondriów
Niektóre elementy błon otaczających mitochondria w komórkach, odpowiedzialne
za transport jonów potasu, są identyczne w ziemniakach i mózgach ssaków,
sugerują badania Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN
w Warszawie, przeprowadzone we współpracy z Uniwersytetem im. Adama
Mickiewicza w Poznaniu.
W błonach otaczających mitochondria występują białka sterujące przepływem jonów, nazywane
kanałami jonowymi. Badania naukowców z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. Marcelego
Nenckiego Polskiej Akademii Nauk (Instytut Nenckiego) w Warszawie i Instytutu Biologii
Molekularnej i Biotechnologii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza (IBMiB UAM) w Poznaniu
pozwoliły ustalić, że pewne odmiany mitochondrialnych kanałów potasowych w komórkach
ziemniaka są pod względem budowy i funkcji identyczne z ich odpowiednikami w mitochondriach
neuronów w mózgach ssaków.
Mitochondria, centra energetyczne komórek, to organelle długości kilku mikrometrów. Występują
we wnętrzach komórek eukariotycznych (czyli z jądrem komórkowym), gdzie ich liczba waha się od
kilkuset do kilku tysięcy na komórkę. Mitochondria odpowiadają za ważne funkcje życiowe, m.in.
wytwarzają adenozynotrifosforan (ATP), związek chemiczny będący głównym nośnikiem energii
chemicznej w komórkach. Jak fundamentalne znaczenie ma ten związek może świadczyć fakt, że
każdego dnia człowiek przekształca ATP w masie porównywalnej z masą całego ciała.
Kanałami jonowymi nazywa się białka przepuszczające w kontrolowany sposób duże ilości jonów
określonego typu. W błonach otaczających czy to komórki, czy to mitochondria, można znaleźć
kanały wyspecjalizowane w transporcie m.in. jonów potasu, sodu, wapnia lub chloru. Obiektem
badań naukowców z Instytutu Nenckiego i IBMiB UAM były m.in. mitochondrialne kanały potasowe
sterowane przez ATP oraz jony wapniowe.
„Problem z kanałami jonowymi w błonach mitochondrialnych polega na tym, że na zdrowy
rozsądek w ogóle nie powinno ich być. Współczesne modele produkcji energii w komórkach
wskazują, że kanały w błonach mitochondriów obniżałyby efektywność tego procesu. Skoro jednak
kanały są, ich obecność musiała dawać istotną przewagę ewolucyjną. Tak rodzi się pytanie: w
którym momencie w historii życia na Ziemi ta przewaga się ujawniła?”, mówi prof. dr hab. Adam
Szewczyk z Instytutu Nenckiego, jeden ze współautorów badań.
Kanały jonowe są otwierane i zamykane przez specyficzne substancje aktywujące i blokujące.
Przykładem blokera działającego na mitochondria komórek ludzkich jest iberiotoksyna, zawarta
m.in. w jadzie skorpiona. Przeprowadzone w Instytucie Nenckiego pomiary prądów płynących
przez kanały potasowe w mitochondriach ziemniaka wykazały, że białka te nie tylko pełnią
podobne funkcje co kanały w mitochondriach ssaków, ale nawet reagują na te same toksyny. „To
zadziwiająca obserwacja. Białka odpowiedzialne za transport jonów potasu wydają się być
ewolucyjnie wręcz zakonserwowane w mitochondriach”, zauważa prof. Wiesława Jarmuszkiewicz
z IBMiB UAM .
Badania nad kanałami jonowymi mogą mieć istotne znaczenie medyczne. Leki oddziałujące na
kanały jonowe mitochondriów potencjalnie mogłyby znacząco ograniczać skutki zawałów serca i
udarów mózgu. Wprowadzenie nowego leku na rynek jest jednak procesem bardzo drogim i
długotrwałym. Z tego powodu efekty badań kanałów jonowych mitochondriów będzie można
prawdopodobnie najszybciej zobaczyć w przemyśle kosmetycznym.
Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN zamierza rozpocząć długofalową
współpracę z Laboratorium Kosmetycznym Dr Irena Eris. Obie instytucje złożyły wspólny projekt w
ramach Inicjatywy INNOTECH, realizowanej przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Dzięki
badaniom substancji ochronnych oddziałujących na kanały potasowe mitochondriów będzie
możliwe opracowanie nowych dermokosmetyków. „Jeśli wszystko pójdzie po naszej myśli, już za
kilka lat każdy będzie mógł kupić nowy dermokosmetyk i na własnej skórze przekonać się o
korzyściach płynących z badań podstawowych nad mitochondriami”, stwierdza prof. Szewczyk.
Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego Polskiej Akademii Nauk, utworzony w 1918 roku, jest największym nieuniwersyteckim
ośrodkiem badań biologicznych w Polsce. Do priorytetowych dziedzin podejmowanych w Instytucie należą: neurobiologia,
neurofizjologia, biologia i biochemia komórkowa oraz biologia molekularna – w skalach złożoności od organizmów tkankowych przez
organelle komórkowe do białek i genów. W Instytucie działa 31 laboratoriów, m.in. nowoczesnej Mikroskopii Konfokalnej, Cytometrii
Przepływowej i Skaningowej, Mikroskopii Elektronowej, Testów Behawioralnych i Elektrofizjologii. Instytut dysponuje nowoczesną
aparaturą badawczą i zmodernizowaną zwierzętarnią, pozwalającą na hodowlę zwierząt laboratoryjnych, także transgenicznych, według
najwyższych standardów. Poziom prac eksperymentalnych, publikacje i silne związki z nauką światową plasują Instytut wśród
wiodących placówek biologicznych Europy.
KONTAKTY DO NAUKOWCÓW:
prof. dr hab. Adam Szewczyk
Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego w Warszawie.
tel. +48 22 5892207, +48 22 8225342
email: [email protected]
prof. dr hab. Wiesława Jarmuszkiewicz
Instytut Biologii Molekularnej i Biotechnologii Uniwersytetu im. A. Mickiewicza w Poznaniu.
tel. +48 61 8295881
email: [email protected]
POWIĄZANE STRONY WWW:
http://www.nencki.gov.pl/
Strona Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego w Warszawie.
http://press.nencki.gov.pl/
Serwis prasowy Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego w Warszawie.
MATERIAŁY GRAFICZNE:
Nencki111130b_fot01s.jpg
HR:
http://press.nencki.gov.pl/wp-content/uploads/2011/11/Nencki111130b_fot01.jpg
Błony mitochondrialne w komórkach ziemniaków oraz w neuronach mózgów ssaków zawierają podobne kanały jonowe. Badania nad
mitochondrialnymi kanałami potasowymi są prowadzone w Instytucie Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN w Warszawie.
(Źródło: Nencki, Grzegorz Krzyżewski)
Nencki111130b_fot02s.jpg
HR:
http://press.nencki.gov.pl/wp-content/uploads/2011/11/Nencki111130b_fot02.jpg
Infografika ilustrująca przepływ jonów potasu (czerwony) przez kanał potasowy (żółty) w błonie mitochondrialnej. Badania nad kanałami
potasowymi mitochondriów są prowadzone w Instytucie Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN w Warszawie. (Źródło: Nencki,
Maciej Frołow)