Подробный взгляд на клетки в состоянии стресса

При стрессе клетки запускают сложный и точно регулируемый ответ, чтобы предотвратить необратимые повреждения. Одна из немедленных реакций на стрессовые сигналы — снижение синтеза белка (трансляции). До сих пор было сложно измерять такие острые клеточные изменения. Как сообщается в последнем онлайн-выпуске журнала Molecular Cell, исследователи из Университета Гёте разработали метод, преодолевающий это препятствие.

Команда под руководством биохимика доктора Кристиана Мюнха, возглавляющего группу Эмми Нётер, использует простой, но чрезвычайно эффективный трюк: при измерении всех белков в масс-спектрометре добавляется бустерный канал для специфического усиления сигнала вновь синтезированных белков, что позволяет их измерить. Таким образом, острые изменения в синтезе белка теперь можно отслеживать с помощью современных методов количественной масс-спектрометрии.

Идея возникла, потому что команда хотела понять, как специфические стрессовые сигналы влияют на синтез белка. «Поскольку количество вновь произведённых белков в течение короткого интервала времени довольно мало, задача заключалась в регистрации минимальных изменений в очень малых процентах для каждого отдельного белка», — комментирует руководитель группы Мюнх. Новый метод анализа теперь предоставляет его команде детальное представление о молекулярных событиях, обеспечивающих выживание клеток в стрессе. Клеточный ответ на стресс играет важную роль в патогенезе многих заболеваний человека, включая рак и нейродегенеративные расстройства. Понимание лежащих в основе молекулярных процессов открывает дверь для разработки новых терапевтических стратегий.

«Разработанный нами метод позволяет проводить высокоточные измерения с временным разрешением. Теперь мы можем анализировать острые клеточные стрессовые реакции, то есть происходящие в течение минут. Кроме того, наш метод требует мало материала и чрезвычайно экономичен», — объясняет Мюнх. «Это помогает нам количественно определять тысячи белков одновременно в определённые промежутки времени после специфического стрессового воздействия». Благодаря малому количеству требуемого материала измерения также можно проводить в образцах тканей пациентов, что облегчает сотрудничество с клиницистами.

На конференции по протеостазу (EMBO) в Португалии аспирант Кевин Кланн недавно получил приз FEBS за лучший постер за презентацию первых данных, полученных с помощью нового метода. Молодой молекулярный биолог впервые продемонстрировал, что два наиболее важных клеточных сигнальных пути, запускаемых совершенно разными стрессовыми стимулами, в конечном итоге приводят к одинаковым эффектам на синтез белка. Это открытие является прорывом в данной области.