Hücreler, onlara yapı veren ve hücre ile çevresi arasında bir bariyer sağlayan lipid bir zar ile kaplıdır. Ancak, son zamanlarda bu zarların sadece koruma sağlamakla kalmayıp, aynı zamanda içerdikleri protein reseptörlerinin davranışını da etkilediğine dair kanıtlar ortaya çıkmıştır.
MIT kimyagerlerinden yapılan yeni bir çalışma bu fikre daha fazla destek sağlıyor. Araştırmacılar, hücre zarının bileşimini değiştirmenin, çoğalmayı teşvik eden bir zar reseptörünün işlevini değiştirebileceğini buldular.
Epidermal büyüme faktörü reseptörü (EGFR), araştırmacıların bulgularına göre, hücre zarında normalden daha yüksek negatif yüklü lipid konsantrasyonu olduğunda aşırı aktif bir durumda kilitlenebilir. Bu durum, yüksek seviyelerde bu lipidleri bulunan kanser hücrelerinin kontrolsüz bir şekilde bölünmelerine olanak tanıyan yüksek proliferatif bir duruma girmelerini açıklamaya yardımcı olabilir.
“Bir zarın ne yaptığına dair uzun süredir geçerli olan dogma, onun sadece bir iskelet, bir organizasyon yapısı olduğudur. Ancak, bu zar lipidlerinin aslında reseptör işlevinde bir rol oynadığına dair artan gözlemler var,” diyor MIT'de Kimya Robert T. Haslam ve Bradley Dewey Profesörü olan ve çalışmanın kıdemli yazarı Gabriela Schlau-Cohen.
Bulgular, negatif yükü nötralize ederek tümörleri tedavi etmenin yeni yollarını keşfetme olasılığını açıyor; bu, EGFR sinyalini azaltabilir, diye ekliyor.
Shwetha Srinivasan PhD ’22, dergide eLife yayımlanan makalenin baş yazarıdır. Diğer yazarlar arasında eski MIT doktora sonrası araştırmacıları Xingcheng Lin ve Raju Regmi, Xuyan Chen PhD ’25 ve MIT'de kimya doçenti olan Bin Zhang bulunmaktadır.
Reseptör dinamikleri
Vücut yüzeylerini ve organlarını kaplayan hücrelerde bulunan EGF reseptörü, hücre büyümesini kontrol etmeye yardımcı olan birçok reseptörden biridir. Bazı kanser türleri, özellikle akciğer kanseri ve glioblastoma, EGF reseptörünü aşırı ifade eder ve bu durum kontrolsüz büyümeye yol açabilir.
Çoğu reseptör proteini gibi, EGFR de hücre zarının tamamını kapsar. Son zamanlara kadar, proteinlerin zarın tamamından geçmesini sağlayan zarlar oluşturmanın zorluğu nedeniyle reseptörün tümü boyunca sinyallerin nasıl iletildiğini incelemek zor olmuştur.
Bu sinyal iletim süreçlerini incelemeyi kolaylaştırmak için, Schlau-Cohen’in laboratuvarı, hücre zarını taklit eden özel bir tür kendiliğinden oluşan zar olan nanodiskler kullanıyor. Bu diskleri oluştururken, araştırmacılar reseptörleri içine yerleştirebiliyor ve bu sayede ekibin tam boy reseptörün işlevini incelemesine olanak tanıyor.
Tek molekül FRET (floresan rezonans enerji transferi) adı verilen bir teknik kullanarak, araştırmacılar reseptörün şeklinin farklı koşullar altında nasıl değiştiğini inceleyebiliyorlar. Tek molekül FRET, proteinlerin farklı kısımları arasındaki mesafeyi ölçmelerine olanak tanır; bu, etiketleri floresan etiketlerle işaretleyerek ve ardından etiketler arasındaki enerji transferinin ne kadar hızlı olduğunu ölçerek yapılır.
Önceki çalışmalarda, Schlau-Cohen ve Zhang, EGFR'nin EGF ile bağlandığında ne olduğunu ortaya çıkarmak için tek molekül FRET ve moleküler dinamik simülasyonlar kullandılar. Bu bağlanmanın, reseptörün transmembran bölümünün şeklinin değişmesine neden olduğunu ve bu şekil değişikliğinin reseptörün hücre içine uzanan bölümünü, büyümeyi teşvik eden hücresel mekanizmayı aktive etmek için tetiklediğini buldular.
Aşırı aktif bir durumda sıkışmış
Yeni çalışmada, araştırmacılar, zarın bileşimini değiştirmenin reseptörün işlevini nasıl etkilediğini araştırmak için benzer bir yaklaşım kullandılar. İlk olarak, negatif yüklü lipidlerin yüksek seviyelerinin hücre zarı ve EGFR işlevini nasıl etkileyeceğini incelediler.
Normalde, hücre zarının yaklaşık %15’i negatif yüklü lipidlerden oluşur. Araştırmacılar, negatif yüklü lipidlerin %15 ila %30 arasında olduğu zarların normal davrandığını, ancak bu seviyenin %60’a ulaştığında EGFR reseptörünün aktif bir durumda kilitleneceğini buldular.
Bu durumda, büyümeyi teşvik eden sinyal iletim
