Двойное мечение белков может привести к новым методам лечения болезней иммунной системы

Исследователи из Университета здоровья и науки Орегона обнаружили новый способ модификации белков внутри клеток. Это открытие может быть важно для понимания работы иммунной системы.

Учёные обнаружили двойной процесс модификации, который они назвали «MARUbylation». Он объединяет два разных молекулярных «ярлыка» — ADP-рибозилирование и убиквитилирование — на одном белке. Это открытие бросает вызов устоявшемуся мнению, что каждый посттрансляционный модификационный сайт белка может быть изменён только одним типом метки. Исследование, опубликованное в The EMBO Journal, показывает, что некоторые белки могут нести два «ярлыка» одновременно, что влияет на их функцию в клетках.

Открытие стало результатом сотрудничества двух учёных, изучавших, на первый взгляд, разные области. Джонатан Прунеда, доктор философии, изучает убиквитилирование — присоединение небольшой молекулы убиквитина к белку, что маркирует его для различных действий, например, разрушения или перемещения.

Совместная работа привела к озарению

Встреча учёных для обсуждения исследования аспиранта привела к моменту озарения. «Мы просто болтали о посттрансляционных модификациях и поняли, что две, над которыми мы работаем, могут буквально соединиться», — сказал Прунеда.

Исследователи с энтузиазмом обнаружили, что белки в человеческих клетках могут быть модифицированы одновременно и ADP-рибозилированием, и убиквитилированием. Они назвали этот процесс «MARUbylation».

«Мы поняли, что две совершенно разные области — такие, как наши — на самом деле смотрят на одно и то же», — сказал Коэн. «Раньше их никто не связывал. Наша цель — объединиться для разработки новых методов лечения».

Прунеда добавил: «Мы считаем, что это меняет сообщение, которое получает белок, что может повлиять на его функцию в организме».

Суть открытия

Исследователи обнаружили, что белок PARP10, участвующий в репарации ДНК, может быть помечен одновременно ADP-рибозой и убиквитином. Эта двойная модификация важна при реакции иммунной системы на сигналы, особенно в борьбе с инфекциями.

С помощью специальных инструментов учёные подтвердили, что MARUbylation происходит внутри клеток. Они также обнаружили, что этот процесс может запускать дальнейшие реакции, добавляя сложности в управление клеточными сигналами.

«Это открытие расширяет наше понимание того, как интегрируются сложные клеточные сигналы», — сказал Прунеда. «До сих пор считалось, что поведение белка контролирует одна модификация, но наша работа показывает, что разные модификации могут взаимодействовать и влиять на функцию белка уникальным образом».

Перспективы для иммунотерапии

Открытие может дать новое понимание болезней, связанных с иммунной системой, таких как аутоиммунные расстройства, рак и нейродегенеративные заболевания, где модификации белков играют ключевую роль.

«Интересно, что препараты, нацеленные на эти процессы, уже используются», — отметил Прунеда. «Например, ингибиторы PARP уже применяются в клинике, и теперь мы начинаем понимать биологию, стоящую за этими препаратами».

Коэн видит потенциал открытия для улучшения иммунотерапии, особенно лечения рака. «Раковые клетки нашли способы уклоняться от иммунной системы, и один из методов — повышение регуляции ферментов PARP, что помогает им избежать иммунного ответа», — объяснил он. «Ингибируя эти ферменты, мы можем помочь обратить этот процесс и сделать раковые клетки более уязвимыми для иммунной атаки».

Исследователи планируют продолжать совместную работу, чтобы лучше понять новый процесс модификации и найти новые способы воздействия на него для разработки методов лечения.