Miért fontos a sejtek hőstressz elleni védekezését szabályozó fehérje vizsgálata?

„A fehérjéink nap mint nap elveszítik térszerkezetüket, viszont ha fölhalmozódnak, az számos problémához vezethet"

- kezdte előadását Barna János, az ELTE TTK Genetikai Tanszékének és az MTA-ELTE Genom Stabilitás Kutatócsoport munkatársa, aki a sejtek hőstresszre adott válaszáról és ennek egy szabályozójáról, a HSF1 (heat shock factor 1) hősokk-transzkripciós faktor fehérjéről beszélt a márciusi Budapest Science Meetupon.

A sejtek hősokkválaszát Ferruccio Ritossa olasz kutató fedezte fel 1962-ben. Azt már neki is sikerült megállapítania, hogy hő vagy toxikus stressz esetén a sejtben megnövekszik a génaktivitás, azaz egyes gének kifejeződnek. De csak évtizedekkel később derült ki, hogy a stressz hatására hősokkfehérjék képződnek a sejtben. Barna elmondta: a hősokkfehérjék akkor is jelen vannak a sejtben, amikor nincsen hőstressz, ez viszont felveti a kérdést, hogy ilyenkor mit csinálnak.

A hőstresszre adott válasz szabályozásának kulcsfontosságú eleme a HSF1 hősokk- transzkripciós faktor. A transzkripciós faktorok olyan fehérjék, amelyek DNS-kötő régiójuk segítségével specifikus DNS-szekvenciákhoz képesek kötni, és a genetikai információ DNS-ből RNS-é történő átírását szabályozzák.

„Amikor stressz éri a sejtet, ami bármilyen fehérje-toxikus stressz lehet, hősokk, reaktív oxigén gyökök, vagy nehézfémmérgezés, ez a HSF1 képes aktiválódni, és a hősokk-transzkripciós faktor bejut a sejtmagba, ahol a célgénjeinek a szabályozó régiójához köt, és bekapcsolja ezeket a géneket, vagyis génátírást, RNS-transzkripciót indít el róluk. Ezekről  keletkeznek aztán a hősokkfehérjék, amelyek a rosszul hajtogatott fehérjék visszahajtogatásában segédkeznek."

- magyarázta a kutató a hőstresszválasz-rendszer működését.

De milyen szerepet játszik a HSF1 az öregedésben és neurodegeneratív betegségek kialakulásában? Barna elmondta, hogy a 2000-es évek elején, a Caenorhabditis elegans fonálféreg-modellállatokban végzett kísérletek arra utalnak, hogy a HSF1 túltermelése az élethossz megnövekedésével jár az állatokban a kontrollcsoporthoz képest. Amikor a kutatók csökkentették a HSF1 aktivitását, jóval rövidebb ideig éltek az állatok. 

Barna rámutatott, hogy bár a HSF1 szerepet játszhat az élethossz meghatározásában, óvatosan kell kezelni ezeket az eredményeket, mert gerinces állatokban mindez még nem bizonyított. Hozzátette, sokszor a rosszul hajtogatott fehérjék felhalmozódása vezethet neurodegeneratív betegségekhez, és a HSF1 aktiválása csökkentette is a fehérjeaggregátumok arányát, legalábbis a C. elegans fonálféreg esetén.

Nagyjából egy évtizede kiderült, hogy a HSF1-nek lényeges szerepe van a tumorok kialakulásában, és a rákos szövetben jóval nagyobb arányban van jelen, mint az egészségesben. Ennek a magyarázata Barna szerint az, hogy a HSF1 a rákos sejteket is rezisztensebbé teszi a különböző stresszfaktorokra.

A teljes előadás itt megtekinthető: