Новый метод выявил белок, который может управлять движением раковых клеток и метастазированием

Исследователи из Медицинского центра UT Southwestern, используя новый метод, позволяющий определить, какие белки находятся в конкретных участках клетки, идентифицировали белок, играющий ключевую роль в клеточной адгезии и движении. Результаты, опубликованные в Cell Reports, могут помочь лучше понять такие разнообразные явления, как метастазирование рака и дифференцировка клеток.

Учёные изначально хотели понять, как белки организованы в эндоплазматическом ретикулуме (ЭПР) — органелле с широким спектром функций, включая хранение кальция, синтез липидов и холестерина и транспорт белков.

Для этого они разработали подход суборганеллярной пространственной протеомики, объединив инструмент редактирования генов CRISPR с ферментом TurboID, который добавляет химическую метку ко всем белкам в непосредственной близости. Эти меченые белки можно изолировать и идентифицировать. Стратегически закрепляя TurboID на разных белках, известных своей локализацией в определённых участках клетки, можно создать «карту» белкового ландшафта.

Исследователи сконструировали гибридные белки, присоединив TurboID к четырём белкам, находящимся в разных субрегионах ЭПР, и с помощью Протеомного ядра UTSW идентифицировали все меченые белки. При анализе белков, расположенных в мембранных трубочках ЭПР, они неожиданно обнаружили кальмин — белок с ранее неизвестной функцией.

Более детальное изучение показало, что кальмин, по-видимому, связывается с F-актином — белком, входящим в состав цитоскелета. Эта сеть волокон помогает клеткам сохранять форму, двигаться и соединяться с поверхностями через липкие соединения, называемые фокальными адгезиями.

Когда исследователи с помощью генетического приёма удалили кальмин в подвижных клетках, клетки стали двигаться значительно медленнее и у них образовалось больше фокальных адгезий. Избыточная продукция кальмина давала противоположный эффект.

Эти данные вместе позволяют предположить, что кальмин необходим для разрушения волокон F-актина, стабилизирующих фокальные адгезии, что увеличивает скорость их обновления. Дальнейшие эксперименты указывают, что кальмин делает это, усиливая молекулярную сигнализацию, зависящую от кальция, хранящегося в ЭПР.

Поскольку кальмин часто мутирует при раке, он может быть ключевым для метастазирования — распространения раковых клеток за пределы исходной опухоли. Увеличение числа фокальных адгезий может помочь метастатическим клеткам выживать в новых анатомических локациях, образуя вторичные опухоли.

Кальмин также был обнаружен в развивающихся нейронах, где он может быть важен для роста длинных отростков, характерных для этих клеток. Исследователи планируют изучить эти возможности в будущих работах.