ยานอวกาศ

"จนกระทั่งงานของเรา ผู้คนไม่ได้ชื่นชมว่าการปิดกระบวนการนี้เป็นเรื่องสำคัญ" ฮอลโลปีเตอร์กล่าว การทำงานของเอนโดไซโทซิสในโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาท เช่น อัลไซเมอร์ การติดเชื้อไวรัส มะเร็ง และโรคหัวใจและหลอดเลือด "นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเป็นเรื่องสำคัญสำหรับเราที่จะต้องเข้าใจว่าเครื่องจักรนี้ทำงานอย่างไร หากเราสามารถหาวิธีที่จะปรับขึ้นหรือลง และปรับให้เข้ากับระบบต่างๆ ของอวัยวะได้ บางทีเราอาจควบคุมการลุกลามของโรคเหล่านี้ได้บ้าง" เอนโดไซโทซิสมีความสำคัญต่อการทำงานประจำวันของเซลล์ทุกประเภท Edward Partlow นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจากห้องปฏิบัติการ Hollopeter กล่าวว่า "ประเภทของ endocytosis ที่เราศึกษาเป็นเครื่องมืออเนกประสงค์ที่เซลล์ใช้ ตัวอย่างเช่น กระบวนการนี้ช่วยระบุวิธีที่เซลล์ตอบสนองต่อสัญญาณที่บอกว่าเมื่อใดจะเติบโตและเพิ่มจำนวน ช่วยให้เซลล์ประสาทสามารถปรับปฏิกิริยาต่อสารสื่อประสาทและช่วยให้เซลล์ตับสามารถกำจัดคอเลสเตอรอลออกจากกระแสเลือดได้ ระบบนี้มีความสำคัญในระดับสากลในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ ซึ่งเชื้อรา พืช และสัตว์ต่างใช้เครื่องจักรระดับโมเลกุลเดียวกันในการดำเนินการเอนโดไซโทซิส เนื่องจากความสม่ำเสมอนี้ กลุ่มของ Hollopeter จึงทำงานร่วมกับสิ่งมีชีวิตจำลอง C. elegans ซึ่งเป็นหนอนขนาดเล็กที่ง่ายต่อการจัดการ เพื่อค้นหาว่ากระบวนการทำงานอย่างไร พวกมันสร้างการกลายพันธุ์ที่แตกต่างกันซึ่งทำลายเอนโดไซโทซิส ซึ่งทำให้เกิดแก้มที่เต็มไปด้วยของเหลวที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งดูเหมือนขากรรไกร ด้วยการหาวิธีแก้ไขขากรรไกรของเวิร์มและฟื้นฟูระบบเอนโดไซโทซิส พวกเขาสามารถแยกแยะได้ว่าโปรตีนชนิดใดที่จำเป็นสำหรับระบบและบทบาทที่พวกมันทำ ยานอวกาศ จากนั้นนักวิจัยจะตรวจสอบว่ากฎเดียวกันนี้ใช้กับสัตว์ชนิดอื่นโดยใช้โปรตีนที่แยกได้จากมนุษย์และหนู ในระหว่างการสร้างเอนโดไซโทซิส เซลล์จะสร้างสิ่งที่ดูเหมือน "หลุมขนยาว" ใต้โมเลกุลขนาดใหญ่ กลืนกินพวกมันและบีบน้ำหนักบรรทุกภายในช่องเมมเบรนภายในเซลล์ "ขน" เป็นชั้นเคลือบของโปรตีนนั่งร้านที่เรียกว่าแคลทริน เนื่องจากแคลทรินไม่สามารถยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ได้โดยตรง อะแด็ปเตอร์โปรตีนคอมเพล็กซ์ที่เรียกว่า AP2 จะเปลี่ยนสถานะเป็นเปิดและทำงานก่อน จากนั้นจึงเชื่อมโยงนั่งร้านกับเมมเบรนเพื่อเริ่มกระบวนการ ก่อนหน้านี้ กลุ่มของ Hollopeter ค้นพบว่าโปรตีน FCHo ทำหน้าที่เหมือนตัวเร่งในกระบวนการเปิด AP2 และโปรตีนอีกชนิดหนึ่งคือ NECAP ทำหน้าที่เป็นเบรกและปิด ในผลงานล่าสุด ทีมงานร่วมมือกับ Dr. Richard Baker นักจุลทรรศน์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก เพื่อสร้างภาพ 3 มิติที่แสดงให้เห็นว่า NECAP โต้ตอบกับ AP2 โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบแช่เย็นได้อย่างไร เทคโนโลยีที่ได้รับรางวัลโนเบลนี้เกี่ยวข้องกับการแช่แข็งโปรตีนโดยใช้แฟลชและใช้ลำแสงอิเล็กตรอนพลังงานสูงเพื่อสร้างภาพที่มีความละเอียดสูงอย่างไม่น่าเชื่อ การแสดงภาพที่ได้แสดงให้เห็นว่า NECAP ทำงานเหมือนกับคลิปหนีบชิปบนถุงมันฝรั่งทอด มันติดอยู่ที่ด้านใดด้านหนึ่งของคอมเพล็กซ์โปรตีน AP เพื่อหนีบปิดและป้องกันการเกิดเอนโดไซโทซิส นักวิจัยยังไม่ทราบว่าบทบาทของ NECAP คือการช่วยรีไซเคิล clathrin หรือหากเป็นการปิด endocytosis เป็นรูปแบบหนึ่งของการควบคุมคุณภาพ "เราคิดว่าเป็นการกระทำที่จุดสิ้นสุดของ endocytosis" Partlow กล่าว "หรือเมื่อเริ่มต้นเพื่อปิดถ้ากระบวนการเริ่มต้นที่ไม่ถูกต้องหรือในเวลาที่ไม่ถูกต้อง" การค้นพบใหม่นี้ขัดแย้งโดยตรงกับงานของนักวิจัย endocytosis คนอื่น ๆ ซึ่งเพิ่งตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับการทำงานของ NECAP พวกเขาสรุปได้ว่า NECAP ทำงานเป็นตัวเร่งความเร็วแทนที่จะเป็นเบรก แต่ Hollopeter และ Partlow คิดว่ายังมีส่วนประกอบของ endocytosis ที่ชุมชนการวิจัยยังไม่ได้ปะติดปะต่อ ในงานปัจจุบันของพวกเขา กลุ่มนี้กำลังตรวจสอบหนอนตัวจิ๋วชนิดใหม่ เพื่อค้นหาว่าทำไมการขัดขวางการทำงานของเอนโดไซโทซิสจึงสร้างแก้มอ้วนๆ เหล่านั้นขึ้นมา เมื่อเร็วๆ นี้ Hollopeter และ Baker ได้รับทุนสนับสนุนระยะเวลา 5 ปี มูลค่า 1.83 ล้านดอลลาร์จาก National Institutes of Health เพื่อสนับสนุนงานของพวกเขาในการระบุและแสดงภาพปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการเกิดเอนโดไซโทซิส "หลายคนอาจพูดว่าเรื่องนี้ได้ผลแล้ว และเรารู้ทุกอย่างที่จำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับมัน แต่ยิ่งเราดูเอ็นโดไซโทซิสมากเท่าไหร่ เรายิ่งรู้ว่ายังมีอีกมากที่เราไม่รู้" ฮอลโลปีเตอร์กล่าว "เราสามารถใช้ระบบของเราเพื่อตอบคำถามพื้นฐานว่าโปรตีนคอมเพล็กซ์นี้ถูกควบคุมอย่างไร และนั่นเป็นโอกาสที่น่าตื่นเต้นจริงๆ"