Ученые раскрыли механизм точной доставки грузов в нейронах

Японские ученые обнаружили молекулярный «крючок», который позволяет двигательным белкам точно распознавать и доставлять жизненно важные грузы внутри нервных клеток. Открытие объясняет работу клеточной логистической системы, критически важной для функционирования мозга.

HAC-домен обеспечивает точную доставку грузов в нейронах. Моторный белок кинезин-2 использует крючкообразный адаптерный и груз-связывающий домен для распознавания и транспортировки грузов по микротрубочковым «магистралям»

Исследование под руководством профессора Нобутаки Хирокавы из Университета Дзюнтендо было опубликовано в журнале Science Advances 24 октября 2025 года. Используя крио-электронную микроскопию и молекулярное моделирование, ученые реконструировали структуру гетеротримерного комплекса кинезина-2, связанного с белком-грузом APC.

Было обнаружено, что в хвостовой области кинезина-2 существует уникальный структурный мотив — HAC-домен (hook-like adapter and cargo-binding domain), который действует как молекулярный «крючок». Этот элемент позволяет моторному белку собирать свои адаптеры и с высокой специфичностью распознавать нужный груз.

«Наше исследование выявило ранее неизвестный крючкообразный структурный элемент в хвосте моторного белка кинезина-2, — сказал профессор Хирокава. — Этот домен действует как молекулярный «коннектор», который позволяет мотору правильно распознавать и транспортировать свой груз внутри клеток».

HAC-домен состоит из спираль-β-шпилька-спираль мотива, который формирует каркас для адаптерного белка KAP3 и грузового белка APC. Исследование показало, что кинезин-3A играет доминирующую роль в распознавании груза, в то время как кинезин-3B выполняет структурную поддерживающую функцию.

«Хотя мы давно понимали, как эти моторы перемещаются, оставалось загадкой, как они знают, что нести. Наши новые данные предоставляют первое атомарное понимание этого «логистического кода» клеточного транспорта»

Ученые отмечают, что дефекты внутриклеточного транспорта связаны с различными заболеваниями человека, включая нейродегенеративные заболевания, нарушения нейроразвития и цилиопатии. Понимание того, как моторные белки точно распознают и доставляют свой груз, обеспечивает молекулярную основу для разработки новых диагностических и терапевтических подходов.

Дополнительная информация: Xuguang Jiang et al, The hook-like adaptor and cargo-binding (HAC) domain in the kinesin-2 tail enables adaptor assembly and cargo recognition, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ady5861