Расшифровка кода взаимодействия белков с мембраной растительной клетки

Чтобы создавать более продуктивные сельскохозяйственные культуры и новые лекарства, учёные изучают, как богатые сенсорами клеточные мембраны контролируют транспорт веществ и взаимодействуют с окружением. Однако о том, как белки взаимодействуют с этими мембранами, известно удивительно мало.

Исследователи из Департамента биологии растений Института Карнеги при поддержке Национального научного фонда (NSF) провели первый для многоклеточного организма высокопроизводительный скрининг таких взаимодействий на модельном растении Arabidopsis. Они проанализировали около 3.4 миллиона потенциальных взаимодействий белок/мембрана и обнаружили 65 000 уникальных связей.

Предварительные данные уже доступны биологическому сообществу на сайте www.associomics.org/search.php. Поскольку белки у всех организмов схожи, эта работа важна для областей от сельского хозяйства до медицины.

«Это только начало, — отметил Вольф Фроммер, директор департамента. — Arabidopsis делится многими генами с другими организмами, включая человека. По мере роста библиотеки взаимодействующих белков учёные смогут изучать детали этих взаимодействий, чтобы понять, как на них влияют климат или болезни, и как их можно использовать для создания лучших культур и лекарств».

Вся внутренняя работа клетки зависит от связывания белков. Мембранные белки составляют 20-30% всех белков Arabidopsis.

Команда использует метод mating-based protein complementation assay, или систему расщеплённого убиквитина. Учёные присоединяют исследуемые белки к половинкам убиквитина. Когда два белка-кандидата взаимодействуют, половинки убиквитина воссоединяются. Это запускает высвобождение транскрипционного фактора, который активирует ген в ядре, сигнализируя исследователям об успешном взаимодействии.

Конечная цель — протестировать все 36 миллионов потенциальных взаимодействий, а также их чувствительность к малым молекулам, с помощью роботизированной системы высокой производительности. Группа планирует начать второй раунд скрининга в конце этого месяца, чтобы проверить ещё 3.4 миллиона взаимодействий.