Gli specialisti di bioinformatica dell'Università di Würzburg hanno studiato una classe specifica di ormoni che è rilevante per le piante, batteri e indirettamente per l'uomo, pure. I loro risultati sfidano le precedenti ipotesi scientifiche.

Le citochinine sono una classe di ormoni che si trovano principalmente nelle piante. Regolano la crescita e lo sviluppo delle piante e ritardano il processo di invecchiamento, Per esempio. Inoltre, studi attuali mostrano che le citochinine svolgono anche un ruolo vitale quando la pianta combatte i patogeni rendendola resistente a specifici agenti patogeni. Ma le azioni delle citochinine non si limitano al regno vegetale:gli ormoni si trovano anche nei tessuti animali e nei batteri, funghi e alghe.

Gli scienziati di bioinformatica dell'Università di Würzburg hanno recentemente scoperto nuovi dettagli su come si evolvono le citochinine che sfidano le ipotesi precedenti. Lo studio ha coinvolto il professor Thomas Dandekar, che detiene la cattedra di Bioinformatica, e i suoi collaboratori Dr. Muhammad Naseem e Dr. Elena Bencurova. Hanno pubblicato i loro risultati nell'ultimo numero della rivista Trends in Biochemical Sciences.

Database da rivedere

In precedenza, si pensava che gli enzimi che attivano le citochinine appartenessero alla classe delle lisina decarbossilasi. Ma non è così:"La nostra ricerca ha dimostrato senza dubbio che questi enzimi non mostrano alcuna attività decarbossilasi. Usano un canale biochimico diverso per attivare le citochinine, " spiega Thomas Dandekar. Di conseguenza, ritiene che queste annotazioni debbano ora essere rimosse dai database pertinenti.

Elena Bencurova ha esaminato 123 proteine ​​di diversi organismi per questo studio, sottoponendo le loro proteine ​​ad analisi dettagliate dei motivi, o come dice lei, eseguito un'analisi della sequenza proteica. Era interessata agli enzimi che attivano le citochinine, i cosiddetti "enzimi del ragazzo solitario" (LOG). Thomas Dandekar spiega da dove deriva l'insolito nome:"I fiori di un mutante di riso avevano solo uno stame ma nessun pistillo. Questa mutazione di stami solitari è stata quindi battezzata 'uomo solitario'".

Schemi rivelatori nell'analisi della sequenza

Il giovane scienziato ha cercato schemi in queste sequenze di amminoacidi caratteristici delle lisina decarbossilasi. Ma non è stata in grado di individuarne nessuno. Anziché, Elena Bencurova ha identificato un modello che corrisponde agli enzimi LOG e ha decodificato quattro sottoclassi nel processo.

Quella che sembra una scoperta rilevante per un piccolo gruppo di specialisti ha in realtà solo conseguenze di vasta portata. "Insomma, le nostre ultime scoperte ora ci consentono di ottenere una migliore comprensione di questo meccanismo di comunicazione universale dei batteri, Piante e animali, "dice Thomas Dandekar. "Dr. Muhammad Naseem del nostro gruppo di lavoro ha contribuito in modo significativo a questo successo. È professore alla Zayed University di Abu Dhabi da gennaio per le sue pubblicazioni biologiche di sistema sulle citochinine. Questo apre vari campi di applicazione, dalle piante agli esseri umani".

Crema per la pelle e tubercolosi

"Le cellule della pelle umana comprendono il linguaggio delle citochinine, " dice il biochimico. Come ingrediente nelle creme per la pelle, potrebbero così proteggere le cellule dagli influssi dannosi e rallentare il processo di invecchiamento. Però, studi separati sull'argomento hanno dimostrato che si tratta del giusto dosaggio:"A basse dosi, le citochinine proteggono le cellule. Alti livelli di contrasto sono dannosi, "dice Dandekar.

Le citochinine hanno un effetto indiretto sull'uomo, per esempio quando sono attivi nei patogeni che causano la tubercolosi. Consentono agli agenti patogeni di manipolare il loro ambiente, l'epitelio respiratorio, in un modo che rende più facile l'insediamento dei batteri e più difficile per il sistema immunitario o i farmaci combatterli (risultati di Samanovic et al., Mol Cell 2015).

Quando si tratta di allevare piante, la conoscenza del linguaggio universale delle citochinine di Naseem, Dandekar e i suoi colleghi possono contribuire a mettere in guardia le piante in modo più efficiente contro i patogeni e ad attivare i loro meccanismi di difesa, come dimostrato in studi dedicati sul crescione.

Sono necessarie ulteriori ricerche

"Le citochinine parlano un linguaggio ormonale universale che è compreso da molti esseri viventi e produce i risultati più diversi, " Thomas Dandekar riassume il risultato centrale della panoramica sulla bioinformatica ora pubblicata. Tuttavia, sono ancora necessarie molte ricerche prima di aver compreso tutti i dettagli di questa lingua. Di conseguenza, il risultato della ricerca attuale è solo "un piccolo passo avanti in un contesto molto più ampio, " aggiunge Elena Bencurova. un passaggio che crea le basi per ulteriori approfondimenti.