Радикальный сигнал для потомства

В биологии свободные радикалы часто считаются источником всех зол и основной причиной молекулярных повреждений и старения. Однако свободные радикалы незаменимы как сигнальные молекулы, управляющие важными функциями в организме. Исследователь Саша Де Хенау из Гентского университета (Бельгия) обнаружил в модельном организме — круглом черве Caenorhabditis elegans — глобиновый белок, способный генерировать такие радикальные сигналы.

Самый известный глобин — гемоглобин, который функционирует как переносчик кислорода в крови, придавая ей красный цвет. Де Хенау и его коллеги из университетов Антверпена, Генуи и Милана обнаружили, что глобин червя не выполняет транспортную функцию, поскольку прочно связан с плазматической мембраной, где он отдает электроны кислороду, превращая его в свободный радикал — супероксид. Этот процесс происходит в ткани, окружающей репродуктивные клетки.

Специфический фермент превращает этот супероксид в перекись водорода — агрессивное соединение, которое мы используем для дезинфекции ран и отбеливания зубов и волос. У червя генерируются только безвредные концентрации перекиси водорода, и этот процесс происходит с разной скоростью по обе стороны плазматической мембраны. Это создает градиент перекиси водорода через мембрану, который регулирует образование репродуктивных клеток. Этот радикальный сигнал абсолютно необходим, так как генетическое нокдаун-подавление нового глобина приводит к стерильности животного.

Это исследование впервые признает глобин генератором свободных радикалов, а сигнальный градиент перекиси водорода через плазматическую мембрану — это новая концепция для биологии. Используют ли люди специальные глобины для межклеточной коммуникации? Вероятно, да, поскольку недавно открытые человеческие глобины, по-видимому, вовлечены в клеточную сигнализацию, а не в транспорт кислорода. Возможно, эти человеческие глобины также являются генераторами свободных радикалов, использующими те же биологические принципы.

Вполне вероятно, что в этом 1-мм черве будут сделаны и другие неожиданные открытия глобинов, поскольку его геном кодирует ошеломляющие 33 глобина, функция большинства из которых до сих пор загадочна.