Kathrin Thedieck - Arta descifrării evenimentelor de semnal
Navigare principală
Este unul dintre cele mai importante centre de control din celulă - molecula mTOR reglează creșterea celulară în funcție de aportul de substanțe nutritive și joacă un rol important în cancer, boli neurodegenerative și procesele de îmbătrânire. Dr. Kathrin Thedieck de la Institutul de Biologie III de la Universitatea din Freiburg este interesată de modul în care insulina, factorii de creștere sau diferiți nutrienți, cum ar fi aminoacizii, influențează sistemul complex mTOR și modul în care aceasta afectează rețelele de semnal și creșterea celulelor umane, precum și durata de viață a organismului model C. . elegans afectează. Folosind o abordare a biologiei sistemelor, ea și colegii săi au simulat recent procesele dificile din jurul rețelei mTOR și au dezvoltat un model care descrie surprinzător de bine procesele dinamice.
La început a fost împărțită între un grad științific și unul artistic. Retrospectiv, ea consideră că decizia sa de a lucra în biologie este o alegere bună, deoarece astăzi, în ochii ei, munca unui cercetător este extrem de interdisciplinară și nu atât de departe de abordarea unui artist. „Cursul unui experiment necesită o mulțime de abilități manuale, dar generarea de idei și concepția experimentelor este un proces extrem de creativ”, spune Dr. Kathrin Thedieck de la Institutul de Biologie III de la Universitatea din Freiburg. Liderul grupului de cercetare junior din cadrul departamentului pentru bioinformatică și genetică moleculară al expertului C. elegans Prof. Dr. Ralf Baumeister lucrează în prezent la o rețea de semnal în celulele umane și în modelul de viermi, ceea ce este deosebit de interesant din perspectivă clinică. Și care, în toată complexitatea sa, poate fi tratat doar cu soluții creative.
O sondă a foamei
După ce a absolvit o diplomă în biotehnologie la Strasbourg în 2001, Thedieck și-a făcut doctoratul în domeniul cercetării semnalului și proteomică la Centrul Helmholtz pentru Cercetarea Infecțiilor (HZI) din Braunschweig și apoi între 2006 și 2008 și-a făcut postdoctorul la Biozentrum Basel cu prof. Dr. Michael N. Hall. Cercetările sale continuă să se concentreze asupra țintei de rapamicină la mamifere (mTOR) descrisă de Hall, o proteină celulară care interacționează cu rapamicina. Rapamicina este un medicament care poate suprima sistemul imunitar și este utilizat în principal în tratamentul diferitelor tipuri de cancer. Funcționează deoarece inhibă mTOR. La rândul său, mTOR controlează în mod normal procesele care promovează creșterea celulelor, cum ar fi sinteza proteinelor și ribozomilor. Printre altele, mTOR reacționează la nutrienți precum aminoacizii, la furnizorul de energie ATP sau la hormonul insulină, care reglează nivelul zahărului din sânge. „Este o sondă de măsurare care detectează nivelul nutrițional al unei celule și, în funcție de aceasta, permite sau interzice creșterea”, spune Thedieck. Acesta este exact motivul pentru care rapamicina acționează asupra tumorilor - mTOR este adesea hiperactivă în celulele canceroase, iar medicamentul inhibă molecula și, astfel, creșterea celulelor canceroase.
Thedieck și colegii ei de la Institutul de Biologie III din Freiburg știu acum, de exemplu, că viermii lor îmbătrânesc aproape de două ori dacă receptorul de insulină din celulele lor este inhibat și, prin urmare, TOR (la non-mamifere „m” este omis din nume) - în loc de aproximativ 30 de zile, ei trăiesc în jur de 50 de zile. Dar ar fi mult prea ușor dacă mTOR ar funcționa ca un comutator în două etape. Proteina face parte din diferiți complecși multiproteici, de exemplu complexele mTOR 1 și 2 (mTORC1, mTORC2). La rândul lor, acestea interacționează cu alte molecule din celule pentru a influența o varietate de programe genetice. Numeroase bucle de feedback în aceste cascade moleculare măresc complexitatea sistemului și fac dificilă interpretarea experimentelor simple în care jucătorii individuali din rețea sunt opriți. In plus, aceste retele nu sunt structuri statice in care moleculele sunt active sau inactive, spune Thedieck. „Momentul interacțiunilor este crucial, la fel și schimbarea treptată a concentrației celorlalți jucători.”