Ключевой фермент для полового развития грибов

Биологи из Рурского университета в Бохуме и Гёттингенского университета имени Георга-Августа выявили новые данные о ферменте KIN3, который влияет на специализацию клеток грибов. Исследуя микроскопический гриб Sordaria macrospora, они показали, что фермент KIN3 связывает различные клеточные сигнальные пути, участвующие в процессах развития. Это делает его критически важным для полового жизненного цикла гриба.

Сходство с животными и роль KIN3

KIN3 относится к группе герминальных центровых киназ — ферментов, присутствующих у всех организмов с клеточным ядром. Кинезы контролируют ключевые процессы развития, такие как рост и дифференцировка клеток. «Киназы разных организмов, например, животных и грибов, обладают сходными структурными и функциональными свойствами», — отмечает доктор Дарья Радченко. Это позволяет изучать аналогичные белки у млекопитающих на более простых моделях.

Мутанты оставались стерильными

В ходе исследования были созданы мутанты гриба, неспособные продуцировать фермент KIN3. Оказалось, что без этого фермента половое развитие организма нарушается: мутанты оставались стерильными.

Дальнейшие эксперименты с множественными мутантами показали, что KIN3 связывает несколько сигнальных каскадов, важных для развития всех ядерных организмов. При помощи флуоресцентной микроскопии учёные обнаружили, что у мутантов резко изменена клеточная структура: они не могли формировать поперечные клеточные перегородки (септы), что приводило к многочисленным нарушениям развития.

Выводы для млекопитающих

Координированное развитие требует правильного пространственно-временного распределения сигнальных молекул в клетке. Авторы работы пришли к выводу, что у мутантов, лишённых KIN3, это распределение нарушено, что ведёт к аномалиям развития организма.

«Полученные данные позволяют делать выводы и о клеточных процессах у млекопитающих, у которых потеря соответствующего фермента приводит к нарушениям нейроразвития, лейкемии или карциномам», — говорит профессор Ульрих Кюк. Понимание механистических основ этих нарушений может помочь в разработке новых терапевтических подходов.

Исследование опубликовано в журнале Genetics (сентябрь 2018) и представлено на обложке номера.