Mekanism som förklarar hur slems egenskaper kan kontrolleras funnen

Vissa organs yta täcks av ett slemlager vars uppgift bland annat är att skydda kroppen från bakterier och andra skadliga partiklar. Slemmet fångar upp de skadliga ämnena och transporterar bort dem. Slemlagret består av proteiner, så kallade muciner. I en artikel publicerad i januari-numret av tidskriften Nature Structural & Molecular Biology visar forskare vid Sahlgrenska akademin och Svenskt NMR-centrum på Naturvetenskapliga fakulteten vid Göteborgs universitet hur vissa mucin-proteiner är fästa i cellerna på luftvägarnas och tarmarnas yta. De har upptäckt att dessa muciner, med hjälp av en tidigare okänd biokemisk mekanism, kan klyva sig själva. Mekanismen kallas auto-proteolys.

I artikeln visas att vissa mucinmolekyker sitter fast i ytcellerna på lungorna och tarmarna.
– Vi visar vidare att dessa mucinmolekyler är kluvna. Den ena delen sitter fast i cellen. Den andra kan förankra slemmet samtidigt som den kan följa med det slem som transporteras bort. För att detta ska fungera måste de två delarna hållas ihop efter klyvning, men med svagare krafter. Denna mekanism leder till att de cellförankrade mucinerna kan ’gå av’ på ett kontrollerat sätt när krafterna på slemlagret blir för stora. På så sätt underlättar slemmolekylerna frigörandet av slem utan att de yttersta cellerna på lungorna slits sönder när man till exempel hostar, säger professor Torleif Härd som tillsammans med professor Gunnar C. Hansson leder de forskargrupper som gjort upptäckten.

Forskarna tror dessutom att mekanismen har en annan viktig funktion, nämligen att känna av vad som händer på slemhinneytorna och signalera den informationen in i de underliggande cellerna.
– Det har tidigare inte funnits några förklaringar till hur händelser i slemlagret längs lung- och tarmytor rapporteras tillbaka till de celler som utsöndrar vätska och producerar muciner. Vi föreslår nu en mekanism för hur händelser i slemmet på utsidan av cellerna kan signaleras till cellernas insida så att dessa kan svara på detta, säger Torleif Härd.

Forskningsresultaten kan vara viktiga för förståelsen av försvaret vid infektioner och vissa sjukdomar, till exempel cystisk fibros.
– Vid cystisk fibros saknas en kanal för vätska, vilket gör att slemlagret faller ner och fastnar på de underliggande cellerna. Detta leder förmodligen till en kraftig aktivering av den föreslagna sensormekanismen och kan vara del i orsaken till den massiva ökningen av slemmängderna som patienter med cystisk fibros eller andra kroniska lungsjukdomar får, säger Gunnar Hansson.

Tidskrift: Nature Structural & Molecular Biology
Artikelns titel: Autoproteolysis coupled to protein folding in the SEA domain of the membrane-bound MUC1 mucin
Författare: Bertil Macao, Denny G. A. Johansson, Gunnar C. Hansson och Torleif Härd
Läs artikeln: www.nature.com/nsmb

Kontaktinformation
Professor Torleif Härd, institutionen för biomedicin, telefon: 031-773 3952, e-post: torleif.hard@medkem.gu.se
Professor Gunnar C. Hansson, institutionen för biomedicin, telefon: 031-773 3488, e-post: gunnar.hansson@medkem.gu.se

Ulrika Lundin, informatör/pressansvarig
Sahlgrenska akademin vid Göteborgs universitet
telefon: 031-773 38 69
mobiltelefon: 070-775 88 51
e-post: ulrika.lundin@sahlgrenska.gu.se