Новые функции интегрина и талина открыты международной исследовательской сетью
Исследователи из Университета Тампере (Финляндия) в сотрудничестве с международной сетью помогли понять биологические явления, опосредованные интегриновыми рецепторами клеточной мембраны, что способствует разработке методов лечения рака.
В клеточной мембране интегрины формируют связь между цитоскелетом и внеклеточным матриксом. Регуляция активности интегринов важна для функции тканей и отдельных клеток.
Исследования изучали структуру и функцию талина — белка цитоскелета, играющего ключевую роль в регуляции активности интегриновых рецепторов. Талин связывается с интегрином своим «головным» доменом и соединяет его с цитоскелетом, выступая частью клеточной механо-сигнальной сети, которая влияет на адгезию, миграцию клеток, а также на экспрессию генов.
Одно из опубликованных исследований с помощью рентгеновской кристаллографии раскрыло атомную структуру головного домена талина, дав беспрецедентное понимание того, как талин связывается с интегринами.
«Активация интегринов, опосредованная талином, важна, например, при различных видах рака. Знание детальной структуры талина открывает новые возможности для борьбы с раком путем разработки ингибиторов, предотвращающих взаимодействие талина и интегрина», — говорит профессор Веса Хютонен из Университета Тампере.
Структуру талина открыла группа под руководством профессора Цзиньхуа У (Fox Chase Cancer Center, Пенсильвания, США). Группа профессора Весы Хютонена (Университет Тампере) отвечала за биофизическую характеристику, а клеточно-биологические последствия изучались в группе профессора Бернхарда Вера-Халлера (Университет Женевы, Швейцария). Результаты опубликованы в Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS).
Значение структуры талина для активации интегринов получило новые перспективы в докторской диссертации Сампо Куккурайнена, где с помощью молекулярно-динамического моделирования изучалось взаимодействие пары талин-интегрин.
Этот междисциплинарный проект также выполнялся в тесном сотрудничестве с группой профессора Бернхарда Вера-Халлера и включал несколько групп из Европы и США. Результаты опубликованы в Journal of Cell Science.
Исследование дало новую детальную информацию о механизме белкового взаимодействия.
«Исследование показало, что петля субъединицы F1 талина необходима для активации интегринов», — говорит доктор Куккурайнен.
В Университете Тампере докторант Латифе Азизи исследует, как мутация талина влияет на функцию белка.
Статья, связанная с её исследованием и опубликованная в Scientific Reports, показала, как мутации, наблюдаемые у пациентов с раком, влияют на структуру, взаимодействия и биологическую активность талина в клетках. Исследование проводилось совместно с группой доктора Бена Гоулта (Университет Кента, Великобритания). Мутации для исследования отбирались из баз данных последовательностей с использованием структурных данных и биоинформатических методов.
«Было интересно обнаружить, что единичная мутация в крупном белке может так сильно влиять на функцию клетки», — говорит Азизи.
Исследование показало, что мутации талина влияют на подвижность клеток и клеточную коммуникацию. Этот результат — шаг к персонализированной медицине, где информация об опухоли пациента может использоваться для выбора подходящего лечения.