Ученые раскрыли молекулярную хореографию белков, управляющих движением клеток

Исследователи из Института молекулярной физиологии Макса Планка в Дортмунде раскрыли механизм, с помощью которого клетки контролируют свою подвижность. Команда под руководством Штефана Раунзера определила, как три ключевых белка — коронин, кофилин и AIP1 — координируют разборку актиновых филаментов, составляющих цитоскелет клетки.

«Танцующие» белки (фиолетовые) управляют разборкой актинового филамента (серый) и тем самым обеспечивают движение клеток. Автор: MPI of Molecular Physiology

Исследование, опубликованное в журнале Cell, переопределяет роли этих белков. Ранее считалось, что кофилин является основным белком, разрезающим актиновые филаменты, а AIP1 лишь помогает ему. Новые данные показывают, что AIP1 выполняет фактическое разрезание.

«С помощью крио-электронной микроскопии мы получили 16 3D-структур, которые показывают, как эти белки действуют вместе на актиновые филаменты», — объясняет Ваут Остерхирт, первый автор исследования. — «Впервые мы смогли визуализировать разборку актинового филамента с такой высокой детализацией, и процесс оказался многоступенчатым. Мы раскрыли танец между белками — молекулярную хореографию».

Разрезание актинового филамента (от серого к розовому) в многоступенчатом процессе белковым трио: коронин (сначала фиолетовый, затем синий), кофилин (зеленый) и AIP1 (оранжевый). Автор: MPI of Molecular Physiology

Процесс начинается с того, что коронин прикрепляется к филаменту и ускоряет высвобождение фосфата. Это вызывает небольшое изменение скрученности филамента, подготавливая его для связывания с множеством молекул кофилина. Связывание кофилина выталкивает коронин и создает платформу для AIP1, который затем действует как зажим: он захватывает и «сжимает» филамент, разрывая связи между актиновыми единицами, что в конечном итоге вызывает быстрое разрезание.

Дисрегуляция любого из этих белков связана с широким спектром заболеваний — от рака до иммунных расстройств. «Наша работа предоставляет механистическую основу для понимания динамики актина, что в конечном счете может способствовать разработке новых терапевтических агентов», — добавляет Остерхирт.

ИИ: Это фундаментальное исследование не только меняет представления о клеточной биологии, но и открывает перспективы для разработки лекарств, нацеленных на процесс метастазирования раковых клеток. Особенно впечатляет, что ученым удалось заснять этот «белковый танец» в таких деталях.