Исследователи изучили расположение белка в клеточной мембране, запускающее программируемую гибель клетки

Исследователи из Генриха Гейне в Дюссельдорфе (HHU) объединили и усовершенствовали различные микроскопические и спектроскопические методы для анализа белковой структуры, важной для «программируемой гибель клетки» (апоптоза). Результаты опубликованы в Science Advances.

Проблема и метод

• Функциональные структуры в клетках часто имеют размер 1–100 нм, что находится за пределами разрешения обычных оптических микроскопов.
• Даже высокоразрешающие методы, такие как STED-микроскопия (Нобелевская премия по химии 2014 года), недостаточны по отдельности.
• Команда под руководством профессоров Корнелии Монзель и Клауса А. М. Зайделя объединила и развила несколько техник:
  • STED-микроскопия (разрешение до 40 нм)
  • Спектроскопия на основе фёрстеровского резонансного переноса энергии (FRET)
  • Анализ ступенчатого фотообесцвечивания
• Это позволило измерить количество, распределение и взаимодействие рецепторов на мембране с точностью до нескольких нанометров.

Объект исследования: рецептор CD95

• Рецептор CD95 (размер около 20 нм) на поверхности клеточных мембран играет ключевую роль в запуске сигнала апоптоза.
• По словам профессора Монзель, этот путь важен для поддержания баланса клеток в организме, развития, заживления ран и терапии рака.

Ключевое открытие

• Для активации сигнала клеточной смерти необходимо, чтобы всего 15% всех рецепторов CD95 на мембране связались парами или тримерами вокруг другого белка — лиганда CD95.

Значение работы

• Получена чёткая модель активации рецептора CD95.
• Разработанные микроскопические и спектроскопические усовершенствования могут быть применены для решения многих других биологических и медицинских задач.