Новый взгляд на старую историю клеточной сигнализации в глазу мухи

Новое исследование из Национального центра биологических наук (NCBS) в Бангалоре показывает, что регенерация мембраносвязанной сигнальной молекулы фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфата (PIP2) не так проста, как считалось ранее.

  • Традиционная модель: Считалось, что после активации рецептора PIP2 расщепляется на диацилглицерол (DAG) и инозитол-1,4,5-трифосфат (IP3), которые затем в ходе многоступенчатого процесса заново синтезируются в PIP2, образуя замкнутый цикл без потери или добавления молекул.
  • Новое открытие: Математические модели, основанные на замкнутом цикле, не совпали с экспериментальными данными. Например, у мутантных плодовых мух с дефектным ферментом, превращающим DAG в следующую стадию цикла, не наблюдалось ожидаемого роста уровня DAG.
  • Пересмотренная модель: Исследователи пришли к выводу, что цикл PIP2, вероятно, является открытым:
    1. Часть DAG отводится в другие биохимические пути ("сток"), а не направляется на ресинтез PIP2.
    2. Фосфатидная кислота (PA), необходимая для синтеза PIP2, поступает из другого, пока неизвестного источника.
  • Причина сложности: Ресинтез PIP2 распределён между двумя клеточными компартментами — мембраной эндоплазматического ретикулума и клеточной поверхностной мембраной. Поскольку промежуточные продукты связаны с мембранами, их перенос требует координации в пространстве.
  • Значение: Цикл PIP2 критически важен для развития, работы иммунных клеток и нейронов у человека. Его нарушения связаны с раком, неврологическими и психическими заболеваниями. Более точное понимание этой системы необходимо для корректной интерпретации экспериментов и разработки терапевтических препаратов.

Исследование стало результатом сотрудничества экспериментальной группы Рагху Падинджата и теоретической группы Санджива Кришны в NCBS, показав ценность непрерывного диалога между моделированием и экспериментом.