Z przyjemnością informujemy, że Wydział Biologii, Ochrony Przyrody i Zrównoważonego Rozwoju Uniwersytetu Rzeszowskiego otrzymał finansowanie w konkursie OPUS 30 Narodowego Centrum Nauki na realizację projektu badawczego pt. „Molekularne podstawy starzenia komórek drożdży zależne od V-ATPazy: integracja funkcji wakuoli i ściany komórkowej”. Kwota przyznanego dofinansowania wynosi 980 148 zł. Kierownikiem projektu jest Dziekan Wydziału, dr hab. Mateusz Mołoń, prof. UR.

Każda nasza komórka starzeje się – traci sprawność, gorzej radzi sobie ze stresem, aż w końcu przestaje funkcjonować. W skali organizmu prowadzi to do chorób związanych z wiekiem, takich jak neurodegeneracje, osłabienie odporności czy nowotwory. Mimo ogromu badań wciąż słabo rozumiemy, co dokładnie dzieje się wewnątrz pojedynczej komórki, kiedy się starzeje – i które z tych zmian są przyczyną, a które tylko skutkiem starzenia. W naszym projekcie badamy starzenie na modelu drożdży piekarskich Saccharomyces cerevisiae. Są to jednokomórkowe grzyby, ale ich komórki mają wiele wspólnego z komórkami człowieka: podobne geny, podobne organella i zaskakująco podobne szlaki regulujące długość życia. Drożdże pozwalają śledzić „los” pojedynczej komórki od młodości do śmierci i precyzyjnie mierzyć, ile razy może się podzielić (tzw. starzenie replikacyjne) oraz jak długo przeżywa w stanie spoczynku (starzenie chronologiczne).

Centralnym bohaterem projektu jest wakuola – drożdżowy odpowiednik lizosomu, czyli „komórkowego recyklingu”. Wakuola musi być kwaśna, aby mogła rozkładać zużyte białka i inne cząsteczki. Prawidłowe zakwaszenie wakuoli jest utrzymywane przez V-ATPazę — wielopodjednostkową pompę protonową zależną od ATP, która transportuje protony do światła wakuoli.. Można ją porównać do miniaturowej turbiny: część cytoplazmatyczna spala ATP (paliwo komórki), a część błonowa przepompowuje protony do wnętrza wakuoli, zakwaszając ją. U ludzi bardzo podobna pompa zakwasza lizosomy w neuronach, komórkach odpornościowych czy komórkach nowotworowych.

Wiemy już z wcześniejszych badań, że wakuola w drożdżach „obojętnieje” z wiekiem, a kiedy przestaje być kwaśna, pogarsza się praca mitochondriów (komórkowych elektrowni) i komórka żyje krócej. Wiemy też, że starzejące się drożdże zmieniają swoją ścianę komórkową – coś w rodzaju pancerza z sieci cukrów i białek. Ściana się pogrubia, usztywnia i staje się mniej elastyczna. Do tej pory nikt jednak nie zbadał, jak konkretnie awarie pompy V-ATPazy i zmiany zakwaszenia wakuoli przekładają się na przebudowę ściany i starzenie całej komórki.

Znaczenie translacyjne projektu jest podwójne. Po pierwsze, pompa V-ATPazy i mechanizmy zakwaszania lizosomów są u ludzi silnie związane z chorobami neurodegeneracyjnymi, niektórymi miopatiami i zaburzeniami metabolizmu. Po drugie, V-ATPaza i ściana komórkowa są kluczowe dla przeżycia patogennych grzybów, a wiele leków przeciwgrzybiczych działa właśnie przez zaburzenie tych struktur. Wiedza z drożdży piekarskich może więc posłużyć do projektowania skuteczniejszych i bardziej selektywnych leków przeciwgrzybiczych. W skrócie: chcemy zrozumieć, jak awaria jednej pompy w komórce może uruchomić kaskadę zdarzeń prowadzących do starzenia – i jak tę kaskadę można zatrzymać lub odwrócić,

To ważny krok w stronę lepszego zrozumienia biologii starzenia i mechanizmów, które mogą mieć znaczenie również w kontekście chorób związanych z wiekiem.

Gratulujemy!