Учёные обнаружили взаимодействие антагонистов по принципу инь-ян, важное для деления клеток

Учёные из UNC School of Medicine обнаружили, что переход клетки из фазы G1 клеточного цикла в S-фазу регулируется парой крупных ферментных комплексов, которые поочерёдно атакуют друг друга, образуя молекулярный переключатель. Это в конечном итоге позволяет клетке войти в S-фазу.

Открытие, опубликованное в Cell Reports, поднимает возможность того, что будущие лекарства смогут нацеливаться на это взаимодействие ферментов, чтобы остановить неконтролируемое деление раковых клеток.

Молекулярный страж на границе фаз

На границе между фазами G1 и S находится молекулярная машина APC/C, состоящая из более чем десятка белков, включая ферментный компонент. APC/C объединяется с белком Cdh1, чтобы пометить другие белки в клетке для уничтожения протеасомой. Белки, которые подавляет APC/C, включают многие, которые способствуют входу клетки в S-фазу. Таким образом, пока APC/C активен, клетка не может перейти в S-фазу.

Взаимное уничтожение комплексов

Лаборатория Майкла Эмануэле обнаружила, что комплекс APC/C-Cdh1 нацеливается на белок циклин F. Циклин F, в свою очередь, служит устройством распознавания мишеней для другого E3 убиквитинлигазного комплекса — SCF. Таким образом, APC/C-Cdh1 выключает SCF-циклин F.

Дальнейшие эксперименты подтвердили, что SCF-циклин F отвечает взаимностью, нацеливаясь на Cdh1 и выключая APC/C-Cdh1. Именно этот второй "переворот переключателя" позволяет клетке войти в S-фазу.

"Насколько нам известно, никто не описывал систему с прямым антагонизмом между двумя E3 убиквитинлигазами", — сказал Эмануэле.

Значение для исследований рака

Cdh1 является малоизученным супрессором опухолей. Хотя он блокирует S-фазу, Cdh1 не мутирует при раке. Однако, согласно данным исследования, Cdh1 деградирует в критический момент перехода G1/S.

"Возможно, в некоторых случаях для стимулирования ракового роста достаточно лишь чрезмерной деградации Cdh1", — отметил Эмануэле.

Точный механизм, который позволяет сначала доминировать APC/C, а затем SCF-циклину F, пока не ясен. Учёные предполагают, что ключевую роль могут играть модификации белков, такие как фосфорилирование.