Η κατανόηση αυτού του είδους της διαδικασίας είναι πολύ σημαντική για τις μελλοντικές θεραπείες που αφορούν τις νευροεκφυλιστικές ασθένειες όπως είναι το Αλτσχάιμερ και κάποιοι τύποι άνοιας.
Τα κύτταρά μας δυνητικά επηρεάζονται από τις αλλαγές στο περιβάλλον όπως οι μεταβολές της θερμοκρασίας ή η έκθεση στην UV ακτινοβολία. Για να διασφαλίσουν την επιβίωσή τους τα κύτταρα αναπτύσσουν περίπλοκες μεθόδους ώστε να προσαρμόζονται σε αυτές τις στρεσογόνες συνθήκες. Αυτοί οι μηχανισμοί περιλαμβάνουν τις προσωρινές αλλαγές στον μεταβολισμό μέχρι το ολικό «πάγωμα» κρίσιμων βιολογικών διαδικασιών, χωρίς την βοήθεια των οποίων η ζημία στο σώμα μας θα ήταν ανεπανόρθωτη.
Για παράδειγμα, πολλά κύτταρα σταματούν προσωρινά την παραγωγή πρωτεΐνης την ώρα που οι αγγελιαφόροι του RNA (οι οποίοι και μεταφέρουν μέρος του κώδικα του DNA μέσω από το κύτταρο) γίνονται πυκνή μάζα (stress granules). Η μάζα αυτή, πρόκειται για πυκνές συσσωματώσεις στο κυτοσόλιο που αποτελούνται από πρωτεΐνες και RNA οι οποίες και εμφανίζονται όταν το κύτταρο βρίσκεται υπό πίεση.
Όταν η πίεση σταματά τότε οι οι μάζες αυτές διαλύονται και τα κύτταρα από την κατάσταση συναγερμού που βρίσκονται επιστρέφουν στις κανονικές τους δραστηριότητες.
Σε δύο ανεξάρτητες ομότιμες μελέτες, οι οποίες και δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Science, στις 25 Ιουνίου του 2021, οι ειδικοί μοριακής και κυτταρικής βιολογίας εξηγούν πως η πρωτεΐνη γνωστή και ως ουμπικιτίνη είναι «υπεύθυνη προστασίας» των κυττάρων και μεσολαβεί όταν το πεδίο είναι ελεύθερο.
Στην πρώτη έρευνα παρατηρήθηκε ότι διαφορετικά είδη πίεσης οδηγούν στην τροποποίηση διαφορετικών πρωτεϊνών στα κύτταρα με διαφορετικούς τρόπους. Πώς έφτασαν σε αυτό το συμπέρασμα; Εξέθεσαν τα κύτταρα σε ζέστη ή τοξικό χημικό και μετά μπλόκαραν τη διαδικασία τροποποίησης αφότου φάνηκε να σχηματίζονται οι κόκκοι. Τελικά το μπλοκάρισμα της πρωτεΐνης πέτυχε μόνο στην περίπτωση του σοκ λόγω θερμότητας. Τα κύτταρα αυτά μάλιστα δεν ήταν σε θέση να ξεκινήσουν ξανά τη βιολογική διαδικασία όπως η πρωτεϊνική παραγωγή και μεταφορά αυτής όταν οι κόκκοι αυτοί παρέμειναν στο σημείο αυτό, ακόμα και μετά από την επιστροφή τους στις κανονικές θερμοκρασίες.
Στη δεύτερη έρευνα αυτό που παρατηρήθηκε είναι ότι η θερμότητα παρακίνησε την ουμπικιτίνη να τροποποιήσει την πρωτεΐνη - κλειδί που επιτρέπει στο ένζυμο να αποδιοργανώνει τους κόκκους αυτούς. Το ένζυμό αυτό προσκολλάται πάνω στην πρωτεΐνη αυτή και το χρησιμοποιεί ως μοχλό για να «διαλύσει» την δομή της.
Οι παρατηρήσεις αυτές είναι πολύ σημαντικές για την βιολογία των μαζών αυτών στην διαδικασία απόκρισης του στρες με πολύ σοβαρές νευροεκφυλιστικές ασθένειες όπως το Αλτσχάιμερ, το ALS (Πλάγια Μυατροφική Σκλήρυνση (ALS), ή νόσο του Lou Gehrig ακόμα και σε κάποιες μορφές άνοιας.
Για παράδειγμα, μεταλλάξεις της ίδιας πρωτεΐνης, τις οποίες όπως έχει παρατηρηθεί είναι πολύ σημαντικές για την διάλυση των κόκκων του στρες μπορεί να προκαλέσουν κληρονομικές νευροεκφυλιστικές ασθένειες. Η κατανόηση του σχηματισμού τους και της μορφοποίησης τους είναι κρίσιμη ώστε να αποκτήσουμε κάτι χειροπιαστό όσον αφορά τη λειτουργία τους και απώτερο στόχο να φτάσουμε σε νέες θεραπείες.
Μπορεί να έχουμε φτάσει στην αναγνώρισης των παραγόντων κατά τους οποίους η πρωτεϊνη ομπικουτίνη παίζει ρόλο ωστόσο είναι πολλές οι λεπτομέρειες που δεν γνωρίζουμε. Οι επιστήμονες πρέπει να αναγνωρίσουν ποια ένζυμα είναι υπεύθυνα για την ετικετοποίηση της πρωτεΐνης κατά τη διάρκεια της πίεσης που δέχεται ο οργανισμός.
Επίσης, θα είναι πολύ σημαντικό να ανακαλύψουμε πως οι μεταλλάξεις μπορεί να οδηγήσουν σε νευροεκφυλιστικές ασθένειες.
Πολλοί επιστήμονες προσπαθούν να φτιάξουν κόκκους στο εργαστήριο και προσπαθούν να δουν πως αντιδρούν στο εργαστήριο. Άλλοι επίσης ψάχνουν απαντήσεις στους νευρώνες, στα ποντίκια, αλλά και στις μύγες των φρούτων.
