Polak opublikował wyniki badań w "Nature"
Działanie układu białkowego, określanego mianem kompleksu III, opisuje artykuł w magazynie naukowym "Nature". Pierwszym współautorem
jest dr Artur Osyczka z Zakładu Biofizyki Wydziału Biotechnologii
Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie, który obecnie przebywa na
University of Pennsylvania.
Artykuł w najnowszym "Nature" poświęcony jest działaniu jednego z takich układów - kompleksu III (cytochrom bc1, albo reduktaza cytochromu c), który niezbędny jest w elementarnych procesach dostarczania energii.
Autorzy wyjaśniają, jak przy pomocy odpowiednich manipulacji genetycznych można rozłożyć, krok po kroku, skomplikowany kompleks III na pojedyncze elementy, co pozwala na analizę poszczególnych etapów całego procesu przetwarzania energii, w który zaangażowany jest kompleks III. Dzięki temu autorzy po raz pierwszy zrozumieli, jak działa cześć centralna kompleksu i jak łączy ona ze sobą elementy obwodowe.
Wbrew powszechnie panującym poglądom, cały kompleks działa w oparciu o proste reguły. Poszczególne elementy są zespolone, ale elementy obwodowe zachowują na tyle duży stopień niezależności, że usuniecie bądź czasowe wyłączenie jednego nie zakłóca działania pozostałych. Taka budowa sprawia, że cały układ jest niezwykle plastyczny, odporny na zakłócenia z zewnątrz i może funkcjonować w ekstremalnie zmiennych warunkach.
Autorzy wykazali również, że wszystkie etapy przetwarzania energii w obrębie badanego kompleksu są odwracalne.
Współpracujący z dr. Osyczką na UJ prof. Wojciech Froncisz powiedział, że zrozumienie opisywanych w artykule procesów ma nie tylko znaczenie poznawcze, lecz także może przyczynić się do walki z wieloma chorobami, a w przyszłości mieć zastosowania technologiczne, na przykład poprzez umożliwienie konstrukcji nanomaszyn.
Specjalne układy białkowe, których zadaniem jest dostarczanie energii niezbędnej do przeprowadzania podstawowych procesów życiowych (np. ruchu, wzrostu, itp.), posiada każdy żywy organizm.
Szczegółowe poznanie mechanizmów działania takich układów jest utrudnione - są one bowiem zbudowane z wielu elementów i stopień ich skomplikowania często przekracza analityczne możliwości nawet najnowocześniejszych technik badawczych.
Zdaniem prof. Froncisza, rozpoznanie tego faktu radykalnie zmienia spojrzenie naukowców na problem przetwarzania energii w odwracalnych układach biologicznych. Stawia ich bowiem przed niezwykle intrygującą zagadką: w jaki sposób układ może na wszystkich etapach działać odwracalnie, zapobiegając jednocześnie spięciom elektrycznym i utracie energii.
Autorzy proponują dwa możliwe mechanizmy, które mogą zabezpieczać układ przed szkodliwymi spięciami. Efektem takich zabezpieczeń jest nie tylko wysoka wydajność energetyczna, ale również "szczelność" kompleksu, która zapobiega niekorzystnym przeciekom i tworzeniu się niebezpiecznych związków określanych mianem wolnych rodników. Związki takie mogą często być przyczyną wielu chorób, w tym nowotworowych.
"Nature" to prestiżowy anglojęzyczny tygodnik o światowym zasięgu, z główną siedzibą w Londynie, zawierający artykuły nt. najnowszych odkryć naukowych we wszystkich dziedzinach, dokonanych przez najwybitniejszych badaczy. Jest wydawany od 1869 roku.
