Что на самом деле происходит, когда мы испытываем воспаление?

Эшли Чуи — младший научный сотрудник Общества стипендиатов Саймонса. Предоставлено: Нельсон Гарсия Васкес.

Когда вы испытываете воспаление, часть вашего тела может опухнуть, покраснеть или стать очень зудящей. Эффект может быть любым: от дискомфортного до откровенно болезненного. Но в целом, за исключением некоторых заболеваний, вызывающих хроническое воспаление, эти ощущения носят временный характер. Они также служат полезной цели; воспаление является признаком того, что наш организм борется с бактериальной или вирусной инфекцией. Это важный шаг на пути к здоровью.

Несмотря на то, что ученые понимают цель воспаления, многое в том, что происходит внутри наших клеток, остается неизвестным. Ученых особенно интересует роль клеточных белков и то, как они реагируют на вторгшуюся бактерию или вирусную частицу. Младший научный сотрудник Simons первого года обучения Эшли Чуи , научный сотрудник лаборатории Микеле Пагано в Медицинской школе Нью-Йоркского университета, вносит ясность в наше понимание этого процесса. Чуи имеет степень бакалавра биохимии Калифорнийского государственного университета в Фуллертоне и докторскую степень в области химической биологии по совместной программе Медицинского колледжа Вейла Корнелла, Университета Рокфеллера и Мемориального онкологического центра имени Слоана Кеттеринга.

Недавно мы с Чуи обсудили ее работу, а также то, почему так важно четкое научное общение. Наш разговор был отредактирован для ясности.

 

Как бы вы описали общие цели вашего исследования?

В аспирантуре мне было интересно понять, что происходит внутри наших клеток всякий раз, когда наш организм испытывает воспаление в ответ на инфекцию. Воспаление на самом деле является сигнальным процессом; это позволяет нашим клеткам узнать, что они были заражены и что пришло время установить защиту. Почти все, что происходит внутри нас, зависит от взаимодействия различных белков, поэтому в данном случае я изучал активность белков во время воспаления. На самом деле есть забавное слово для того, что я изучаю: инфламмасома. Inflamma для «воспаления», а некоторые для «всего комплекса».

 

Что привлекло вас в этой работе?

Моя степень бакалавра была в области биохимии, и именно тогда я провел свой первый продолжительный период, изучая, что происходит внутри клеток. Было ощущение, что собираешь гигантский пазл, и это меня зацепило!

Эта гигантская загадка также объясняет, почему эта область исследований может занять много лет кропотливой работы. Каждый раз, когда вы смотрите внутрь клетки, белки располагаются несколько иначе, чем раньше; это все равно, что смотреть на яичницу-болтунью, а не на сваренное вкрутую яйцо, в котором вы всегда знаете, где будут желток и белок. В зависимости от того, когда вы заглядываете внутрь, вы, возможно, не сможете наблюдать за происходящим процессом. Вы должны быть терпеливы, с уверенностью, что со временем и самоотверженностью вы решите головоломку.

Какие части головоломки вы уже решили?

Во время моей дипломной работы мы с коллегами изучали, как и почему образуются инфламмасомы. Мы также изучили, как инфламмасомы вызывают пироптоз — процесс, при котором инфицированные клетки жертвуют собой во взрывной огненной смерти, чтобы замедлить инфекцию. (На самом деле это еще одно забавное слово: пироптоз, в котором пиро означает «огонь», а тозис означает «смерть».)

Для изучения этого мы заразили клетки летальным фактором токсина сибирской язвы. Ученым давно известно, что смертельный фактор сибирской язвы активирует белок NLRP1, превращая его в инфламмасому, и эта активация приводит к пироптозу, но другие детали оставались неясными.

Различные ферменты патогенов активируют инфламмасому NLRP1B путем функциональной деградации. Авторы и права: Sandstrom et al., Функциональная деградация: механизм активации воспаления NLRP1 различными ферментами патогенов. наука ; 2019 364 (3465)

Наше исследование дало важные ответы на эти вопросы. Мы обнаружили, что летальный фактор напрямую связывается с одним концом белка NLRP1 и отсекает его. Это инициирует деградацию NLRP1 в целом, что высвобождает другой конец NLRP1, который затем запускает пироптоз.

В конце концов содержимое клетки взрывается — это огненная часть — которая высвобождает все содержимое клетки. Соседние клетки обращают на это внимание; они чувствуют растущую инфекцию и начинают работать над ее устранением. Открытие этого поэтапного процесса, который, насколько нам известно, никогда ранее не намечался, было опубликовано в 2019 году в журнале Science .

 

Над чем вы сейчас работаете во время постдокторской стажировки в лаборатории Пагано?

Так как я наткнулся на область деградации белка из своей дипломной работы в области воспаления, я хотел получить больше опыта в этой области. Я решил прийти в лабораторию Пагано в Нью-Йоркском университете, потому что доктор Пагано специализируется на изучении убиквитинлигаз. Этот класс белков играет центральную роль в клеточном делении, а также является важным компонентом рециркуляции белков в клетке.

В настоящее время я характеризую и изучаю, как убиквитинлигазы регулируют несколько клеточных процессов, включая клеточный цикл (который регулирует, как часто клетки растут и делятся), метаболизм и процессы передачи сигналов (или то, как клетка общается). Важно отметить, что я пытаюсь найти белки, которые убиквитинлигазы нацеливают на деградацию, называемые субстратами. Если вы сможете их найти, вы узнаете, как убиквитинлигазы могут регулировать пути, в которые вовлечены эти субстраты.

 

Наконец, как стипендия Simons Junior помогла в вашей работе?

Сейчас я прохожу второй год обучения в докторантуре и первый год в качестве младшего научного сотрудника. Как и все другие младшие стипендиаты, я очень благодарен фонду за поддержку. Замечательно быть частью такого действительно междисциплинарного сообщества, которое изучает все, от чистой математики до астрофизики и моей собственной работы в области биохимии.

Я твердо верю в ценность четкой научной коммуникации. Важно уметь четко и увлекательно объяснить любую концепцию любому человеку, независимо от его происхождения, и делать это точно. Когда я учился в колледже, я рассказывал старшеклассникам о белках, используя аналогии, например, сравнивая их с Twizzlers! Это было сложно, но я справился.

Сейчас в Фонде Саймонса передо мной стоит аналогичная задача: я должен быть в состоянии донести свою работу с воодушевлением и точностью до других младших научных сотрудников, каждый из которых является выдающимся экспертом в своей области, но может ничего не знать о моей. Я с нетерпением жду этой важной возможности поделиться своей работой с этой аудиторией.

Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован.