Новый механизм в клетках может регулировать иммунную систему

Специальные белки важны для функции клеток и играют ключевую роль в процессах и эффективности иммунной системы. Исследователи из Института Нильса Бора наблюдали, как меняющиеся со временем концентрации могут влиять на клетки, и продемонстрировали существование механизма — нового способа контроля производства белков, связанных с процессами, важными для предотвращения серьёзных заболеваний, включая рак и болезнь Альцгеймера. Результаты опубликованы в научном журнале Cell Systems.

Синхронизированные колебания

Исследователи изучали белок NF-κB, который образуется внутри клеток и крайне важен для контроля заболеваний. Он регулирует около 200 генов, важных для функциональных расстройств и иммунной системы. В эксперименте на клетки снаружи воздействовали сигнальным белком TNF, концентрация которого менялась волнообразно.

Была обнаружена чёткая связь: колебания в образовании белка NF-κB внутри клетки синхронизировались с колебаниями добавления белка TNF снаружи. Этот феномен аналогичен синхронизации маятников часов, описанной Христианом Гюйгенсом 350 лет назад.

Контроль над генами клетки

В экспериментах также удалось «сбить с толку» клетки, вводя их в разные режимы колебаний. Оказалось, что при достаточно больших колебаниях TNF можно получить разные колебательные режимы NF-κB внутри клетки, так что синхронизация переключалась между одиночным и двойным темпом.

Это открытие показывает, что с помощью механизмов физики можно контролировать производство важных белков. Обнаруженный механизм потенциально может быть использован для управления генетическим ответом клетки, что может оказать огромное влияние на борьбу с наиболее сложными заболеваниями и на разработку будущих лекарств для оптимальной стимуляции иммунной системы.