Наблюдены пончикообразные поры белков-убийц

Испанские и немецкие исследователи впервые с помощью микроскопии сверхвысокого разрешения наблюдали поры в форме колец и полумесяцев, которые белок Bax образует в мембранах митохондрий. Это достижение может помочь в поиске «святого Грааля» клеточного самоубийства — апоптоза, ключевого процесса для предотвращения рака.

Запрограммированная гибель клеток (апоптоз) необходима для развития организма. Сложный механизм апоптоза регулируется семейством белков Bcl-2. Ключевой этап — необратимое повреждение внешней мембраны митохондрий («энергостанции» клетки) — осуществляется белком Bax.

При стрессе Bax активируется, встраивается в мембрану митохондрий и объединяется с другими молекулами Bax, формируя крупные кластеры. Эти кластеры проделывают в мембране поры, через которые выделяются белки (например, цитохром c), что завершает процесс самоуничтожения клетки.

До сих пор механизм действия Bax и существование этих пор оставались предметом дискуссий, так как их не удавалось наблюдать непосредственно в митохондриях живых клеток.

Используя микроскопы сверхвысокого разрешения, международная группа под руководством Аны Гарсии-Саэс (Университет Тюбингена, Германия) визуализировала нанометровые структуры, которые Bax образует во время апоптоза. Исследование стало обложкой журнала EMBO Journal.

Учёные наблюдали в митохондриях умирающих клеток чётко определённые структуры Bax в форме колец, дуг (полумесяцев) и линий. Эксперименты с искусственными мембранами, имитирующими митохондриальные, подтвердили, что именно эти кольца и дуги перфорируют мембрану.

Это исследование подтверждает существование пор Bax и предлагает новую модель механизма его действия, что является важным шагом в разгадке головоломки апоптоза.

В том же номере EMBO Journal опубликовано дополнительное исследование под руководством Стефана Якобса (Университетский медицинский центр Гёттингена, Германия). С помощью других методов сверхразрешающей микроскопии оно также подтверждает существование колец Bax, которые могут взаимодействовать с другим белком-«убийцей» — Bak.

Как отмечает в журнале доктор Грант Дьюсон (Университет Мельбурна, Австралия), вопрос о том, как белки Bax и Bak формируют «апоптотическую пору», считается «святым Граалем» исследований апоптоза. Эти два исследования предоставляют убедительные доказательства существования пор в форме колец и полумесяцев.