Pētnieki no Ķelnes Universitātes (Vācija) publicēja rakstu žurnālā Nature Aging ar nosaukumu: cilvēka poliQ paplašinātā huntingtīna fragmenta ekspresija plantā atklāj mehānismus, kas novērš ar slimību saistītu olbaltumvielu agregāciju.
Salīdzinot ar dzīvniekiem, augiem ir papildu organelle, hloroplasts, kas nozīmē, ka augiem ir vairāk mehānismu olbaltumvielu homeostāzes nodrošināšanai. Šajā pētījumā konstatēts, ka hloroplastu proteīna homeostāzes komponenti novērš slimību izraisošo cilvēka Huntingtin ekspresijas fragmentu agregāciju, atklājot potenciālu terapeitiskas iejaukšanās iespēju cilvēka proteinopātijās.
Lai gan augi ekspresē simtiem proteīnu, kas satur poliQ reģionus, līdz šim nav ziņots par šo proteīnu izraisītu patoloģiju. Cilvēka HTT un ATXN3 proteīnu savvaļas tipam ir arī salīdzinoši gari poliQ atkārtojumi, savukārt Arabidopsis proteomā ir ne vairāk kā 24 poliQ stiepes. Interesanti, ka specifiski poliQ proteīni darbojas kā sensori, integrējot iekšējos un ārējos signālus, kas ļauj Arabidopsis pielāgoties mainīgajai videi. Viens piemērs ir transkripcijas faktors ELF3, kas satur Q7 stiepumu, kas ļauj augam reaģēt uz augstām temperatūrām, izmantojot tā agregāciju. 22 grādu temperatūrā ELF3 paliek šķīstošs un saistās ar gēniem, kas nomāc ziedēšanu. Temperatūrā virs 27 grādiem ELF3 veido agregātus, kas mazina transkripcijas represijas un veicina ziedēšanu. Tādējādi stresa apstākļos ELF3 var veidot agregātus Arabidopsis pat ar salīdzinoši īsu Q7 motīvu.
Tā kā visilgākā poliQ amplifikācija Arabidopsis proteīnā ir 24 atkārtojumi (Q24), komanda izteica cilvēka HTT eksonu 1, kas satur Q28 un Q69, lai noskaidrotu, vai augs varētu tikt galā ar poliQ pastiprinātiem proteīniem.
Normālos apstākļos ne Q28, ne Q69 neizraisa agregātu veidošanos vai kaitīgu ietekmi Arabidopsis. Tomēr, līdzīgi kā Arabidopsis ELF3 (Q7), Q28 un Q69 tiek agregēti agregātos karstuma spriedzes ietekmē. Bez stresa apstākļos Arabidopsis efektīvi novērš to agregāciju, ievadot poliQ pastiprinātus proteīnus hloroplastos un tos noārdot. Turpretī hloroplastu proteīna homeostāzes izjaukšana farmakoloģiski vai ģenētiski izraisa Q69, kā arī endogēno poliQ proteīnu citoplazmas agregāciju. Komanda atklāja, ka Q28 un Q69 mijiedarbojās ar dažādiem hloroplastu proteīniem, piemēram, SPP. jo īpaši, SPP ārpusdzemdes ekspresija samazināja poliQ pastiprināto proteīnu agregāciju gan cilvēka šūnās, gan nematodu modeļos.
Šie atklājumi paver jaunus ceļus sintētisko augu izcelsmes proteīnu izstrādei slimību ārstēšanai, kas var būt noderīgi, ārstējot ar poliQ amplifikāciju saistītās proteinopātijas cilvēkiem.
