Vápníková signalizace pomáhá udržovat kvalitu bílkovin v endoplazmatickém retikulu

Vápník (Ca²⁺) řídí mnoho buněčných funkcí, ačkoli způsob, jakým řídí kvalitu proteinů v endoplazmatickém retikulu (ER), buněčné organele, která syntetizuje a transportuje proteiny, je široce neznámý. Tento kontrolní systém kvality proteinů, známý jako proteostáza, byl pod mikroskopem výzkumníků, aby našli důkladnější pochopení procesu a potenciálně odhalili vodítka o tom, jak předcházet diabetu 2. typu, Alzheimerově chorobě a amyotrofické laterální skleróze (ALS).

Tým se skládal z výzkumníků napříč různými obory, vedený význačným docentem Masaki Okumurou z Tohoku University Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences (FRIS) a Graduate School of Life Sciences, v mezinárodní společné studii zahrnující 17 výzkumných týmů z Japonska, Koreje a Spojeného království. Výsledky byly zveřejněny v Přírodní buněčná biologie dne 11. listopadu 2025.

S cílem objasnit Ca²⁺ s ohledem na řízenou proteostázu v ER zjistili, že Ca²⁺ může vyvolat separaci fází v PDIA6, genu, který kóduje specifický, ER-lokalizovaný protein zodpovědný za skládání a funkci proteinu. Pokud tedy tento protein ztratí svou funkci, může dojít k chybnému skládání. Následky nesprávně složených proteinů mohou být hrozivé – jako je cukrovka.

Nicméně není vše ztraceno, pokud se vyskytnou chyby ve skládání proteinů. Zjistili, že proces nazývaný separace fází řízený vápníkem v ER v podstatě vytváří kapky podobné kapalině prostřednictvím kondenzace, která může provádět opravy proinzulinu. Proinzulin je prekurzorem inzulinu a jeho příliš mnoho může znamenat riziko diabetu 2. typu.

„Aby vše fungovalo hladce, potřebujeme tyto kapičky podobné kondenzaci, abychom zajistili správné složení proinzulinu – na rozdíl od vytváření velkých agregovaných shluků, které mohou narušit normální dráhy a způsobit negativní zdravotní výsledky,“ řekl Okumura.

Tyto znalosti významně přispívají k našemu pochopení dalších procesů řízených vápníkem v buňkách. Kromě toho by tento výzkum mohl být potenciálně využit při vývoji léků na obtížně léčitelná onemocnění, jako je ALS, Alzheimerova choroba a diabetes 2. typu.