Как клетки строят свои внутренние "железные дороги"
Каждая клетка человека имеет сложную транспортную систему для перемещения белков и мембранных везикул. Молекулярные моторные белки движутся по микроскопическим "рельсам", доставляя грузы. Критически важно, чтобы длина этих "рельсов" была точно подобрана — иначе произойдет сбой в доставке.
Брюс Гуд, профессор биологии, совместно с коллегами из Франции и Германии приблизился к пониманию механики этого процесса.
В статье в журнале Developmental Cell команда под руководством аспирантки Мелиссы Чезароне-Катальдо показывает, что длину "рельсов" контролирует один из "белков-пассажиров". Во время транспортировки он делает паузу, чтобы передать сигнал белковой машинерии, строящей транспортную систему.
"Частота этих "разговоров" между пассажирами и строителями, вероятно, обеспечивает обратную связь, необходимую для того, чтобы понять: рельс достаточно длинный, и строительство нужно замедлить", — говорит Гуд.
Как устроена система:
- "Рельсы" — это актиновые кабели, собранные из сотен или тысяч белков актина.
- "Транспортеры" — миозиновые молекулы (моторные белки).
- "Строители" — белки формины, стимулирующие рост актиновых филаментов.
Роль белка-пассажира Smy1:
Исследователи предположили, что белок-пассажир Smy1 может быть механизмом замедления форминов, когда "дороги" становятся длиннее и перевозят больше грузов. Теорию проверили на дрожжевых клетках.
Результаты экспериментов:
- При удалении гена Smy1 актиновые кабели росли аномально быстро, упирались в заднюю часть клетки, изгибались и сбивали транспорт с пути.
- В пробирке очищенный белок Smy1 замедлял рост актиновых филаментов в присутствии форминов.
- В живых клетках меченые молекулы Smy1 транспортировались миозином к формину, где делали паузу на 1–2 секунды, чтобы передать сигнал о замедлении.
Рабочая модель:
Чем длиннее становится кабель, тем больше молекул Smy1 он загружает. Они доставляются к формину и дают команду замедлить рост. Это предотвращает чрезмерный рост длинных кабелей, но позволяет быстро расти коротким.
Исследование помогает понять общие механизмы, определяющие форму и деление клеток. Следующая задача — выяснить, используются ли родственные механизмы для контроля форминов в клетках млекопитающих.