Vědci popsali fungování bílkoviny nezbytné pro zdárný průběh těhotenství

Bílkovina syncytin-1 je zásadní pro tvorbu speciální vrstvy buněk na rozhraní mezi placentou a děložní sliznicí matky, díky které si matka a plod snáze vyměňují živiny a odpadní látky. Do procesu se musí zapojit také další bílkoviny, zejména receptory pro syncytin. Vědci z Ústavu molekulární genetiky AV ČR v nové studii upřesnili fungování syncytinu v placentě a revidovali dosavadní poznatky o požadavcích na receptory.

Syncytin-1 se nachází na povrchu specializovaných buněk placenty a svou aktivitou nutí tyto buňky k fúzi. V oblasti kontaktu placenty s děložní sliznicí tak vzniká souvislá vrstva splynutých buněk (tzv. mnohojaderné syncytium), která je nezbytná pro účinnou výměnu živin a plynů mezi krevními oběhy matky a plodu.

Aby mohl syncytin-1 spustit fúzi buněk, potřebuje se navázat na konkrétní receptor na povrchu sousední buňky. Dosud se za tyto specifické receptory považovaly dvě bílkovinné molekuly, ASCT1 a ASCT2, které zároveň transportují aminokyseliny (Alanine, Serine, Cysteine Transporters). Výzkumní pracovníci a pracovnice z Ústavu molekulární genetiky AV ČR ale dokázali, že funkčním receptorem pro syncytin-1 je pouze ASCT2. ASCT1 je „pouhý“ aminokyselinový přenašeč.

„Velmi zjednodušeně řečeno jsme připravili klony lidských buněk, ve kterých jsme pomocí ‚molekulárních nůžek‘ CRISPR/Cas9 vyřadili geny pro transportéry ASCT1 a ASCT2. Tyto klony buněk nemohou fúzovat, i když je syncytin-1 na povrchu buněk přítomen,“ popisuje Jiří Hejnar z Ústavu molekulární genetiky AV ČR (ÚMG AV ČR). „Ukázalo se, že fúzogenní aktivita se obnoví, když znovu zavedeme gen ASCT2, nikoli však ASCT1,“ zdůrazňuje vědec.

Další podpůrná data poskytly pokusy s vazbou syncytinu-1 na ASCT1 a ASCT2  na povrchu buněk. Podařilo se rovněž vysvětlit, proč dřívější práce mylně definovaly ASCT1 jako receptor. Jejich autoři totiž používali systém s vysoce zvýšenou produkcí lidské ASCT1 v buňkách křečků, přičemž křeččí varianta ASCT1 se na rozdíl od lidské slabě váže na lidský syncytin-1.

Malý pokrok s velkým smyslem

Objev týmu z ÚMG AV ČR přispívá k pochopení, jak syncytin-1 pracuje během normálního i patologického těhotenství. Tento zdánlivě malý pokrok v poznání má velký smysl při hledání příčin poruch činnosti placenty, jako jsou (pre)eklampsie – život ohrožující stav s celotělovou křečí a předčasným odloučením placenty, růstové retardace plodu nebo mikroabortivní poruchy. Při hledání specifických mutací se tak lze soustředit na menší okruh faktorů, které se funkce placenty skutečně účastní. Význam výsledků podtrhuje i skutečnost, že studii zveřejnil světově respektovaný vědecký časopis Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Ochočený retrovirus

Zajímavým momentem je, že syncytin-1 pochází z endogenního retroviru, který před miliony let promořil naše evoluční předky (společné s šimpanzi a ostatními lidoopy) a stal se součástí lidské DNA. Konkrétně syncytin-1 byl původně retrovirový obalový glykoprotein, který měl za úkol splynutí (fúzi) virové částice s hostitelskou buňkou. Fúzogenní aktivitu si syncytin-1 zachoval a evoluce, která zužitkovala jeho vlastnosti, jej uplatnila při vývoji placenty, i když tento endogenní retrovirus dávno netvoří infekční virové částice.

Kontakt:

Mgr. Kateřina Trejbalová, Ph.D.
Ústav molekulární genetiky AV ČR
katerina.trejbalova@img.cas.cz

RNDr. Jiří Hejnar, CSc.
Ústav molekulární genetiky AV ČR
jiri.hejnar@img.cas.cz

3D schéma znázorňuje retroviry, které mají na povrchu obalové glykoproteiny, a molekuly buněčných receptorů na membráně buňky. Autor: Martin Trávníček

Přečtěte si také

• Na dynamiku buněk má zásadní vliv protein MICAL1, kontroluje buněčný cytoskelet
• Vědci objevili nové druhy vzácných hub. Dovedla je k tomu analýza arzénu
• Veřejná podpora míst ve školkách se stále vyplatí: analýza výnosů a nákladů
• Ledovcové želvušky ukazují, jak fungují extrémní ekosystémy
• Začíná 15. ročník mezinárodní konference o rentgenové optice v astronomii
• Rozvoj poškození v cementové maltě ukazuje časosběrná rentgenová mikrotomografie
• Antidiabetika umí pomoci i s onemocněními srdce a jater
• Průlomová studie mapuje proces zotavení mozku po mrtvici
• Prestižní grant ERC míří do Olomouce: podpoří výzkum morfogeneze rostlin
• Vědci odhalili zdroj mimořádné druhové bohatosti luk v rumunské Transylvánii