Entschlüsselung, wie Aminosäuren das Zellwachstum und die Autophagie in Hefen steuern

Aminosäuren sind die Bausteine ​​des Lebens. Wir nehmen sie über die Nahrung auf, die wir zu uns nehmen, und der Körper stellt daraus Proteine ​​her, die wiederum für Wachstum, Entwicklung und eine Vielzahl anderer Funktionen verwendet werden. Bevor der Körper diese Blöcke jedoch aufbauen kann, muss er zunächst in der Lage sein, ihre Anwesenheit zu spüren.

Wenn Aminosäuren verfügbar sind, wird ein Hauptregulatorprotein namens TORC1 aktiviert, das die Produktion von Proteinen und das Wachstum von Zellen bewirkt. Wenn keine Aminosäuren verfügbar sind, wird TORC1 abgeschaltet und die Zellen beginnen, sich selbst zu recyceln, ein Prozess, der als Autophagie bezeichnet wird. Bisher war unklar, wie genau Aminosäuren den TORC1-Schalter in Hefe auslösen.

Nun, in einer Studie veröffentlicht in ZellberichteForscher der Universität Osaka haben herausgefunden, wie TORC1 aktiviert wird: Nachweis der Aminosäure Cystein.

Wir untersuchten die Zusammenhänge zwischen Aminosäuren und der TORC1-Aktivierung in der Hefe Saccharomyces cerevisiae. Wir fanden heraus, dass Cystein von einem Protein namens Pib2 erkannt wird und dass die beiden sich aneinander binden und TORC1 aktivieren. Dies stimuliert die Synthese von Proteinen und Lipiden und fördert so die Zellproliferation.“

Qingzhong Zeng, Hauptautor der Studie

Darüber hinaus ist Cystein nicht die einzige Aminosäure, die TORC1 auslöst. Es wurde festgestellt, dass alle 20 Aminosäuren TORC1 über zwei „Wege“ unterschiedlich beeinflussen: Pib2 und Gtr. Ein Signalweg kann als spezifische Kettenreaktion betrachtet werden, die zu bestimmten Ergebnissen in einer Zelle führt. Das Team wollte herausfinden, wie jede Aminosäure diese Wege nutzt, um TORC1 zu beeinflussen.

„Einige Aminosäuren nutzen hauptsächlich den Pib2-Signalweg, während andere hauptsächlich Gtr nutzen“, erklärt der leitende Autor Takeshi Noda. „Wir haben auch Aminosäuren identifiziert, die beide Wege nutzen können, und einige, die beide benötigen. Diese Arbeit begeistert uns, weil sie unser Verständnis darüber vertieft, wie Aminosäuren das Zellwachstum und die Autophagie steuern und wie jede Aminosäure erkannt wird.“

Beim Menschen wurde eine fehlerhafte TORC1-Funktion mit Krankheiten wie Krebs, Diabetes und Demenz in Verbindung gebracht. Ein umfassenderes Verständnis darüber, wie TORC1 ein- und ausgeschaltet wird und wie jede Aminosäure erkannt wird, könnte Forschern dabei helfen, neue Behandlungsmethoden für diese Krankheiten zu finden – eine wirklich aufregende Aussicht.