Новый механизм поддержания клеточной полярности

Исследование Northwestern Medicine, опубликованное в Journal of Biological Chemistry, выявило ранее неизвестный механизм поддержания полярности клеток с участием белка Scribble.

Этот механизм помогает понять сложную систему, которая поддерживает правильную ориентацию клеток, объяснил Сергей Трояновский, доктор философии, профессор дерматологии, клеточной и биологии развития, старший автор исследования.

Клеточная полярность задаёт ориентацию для всех клеток, создавая матричную структуру, из которой состоит вся ткань организма. Апикальная и базальная полярность определяют «верх» и «низ».

Белки, расположенные на апикальной (верхней) или базальной/латеральной (нижней) мембране клетки, поддерживают эту полярность, взаимодействуя друг с другом или с межклеточными контактами. Однако точный механизм их регуляции и коммуникации был неизвестен.

В исследовании учёные изучили белок Scribble, известный своей ролью в развитии латеральной плазматической мембраны. Около одной трети этого белка достаточно для поддержания правильной полярности клеток, но механизм этой активности был неясен.

Учёные сравнили спектр белков-партнёров на клеточной мембране, взаимодействующих с функциональным Scribble и его мутантной формой, неспособной поддерживать полярность. Разница между ними составила всего пять белков-партнёров. Одним из них является хорошо известная протеинфосфатаза 1 (PP1).

Эти пять белков используют в Scribble один и тот же сайт связывания — одни и те же аминокислоты, поэтому Scribble не может взаимодействовать со всеми одновременно.

Взаимоисключающий характер этих взаимодействий позволяет Scribble работать как переключатель, в частности, для высвобождения PP1. Связанная с Scribble PP1 находится в неактивном состоянии. Однако, когда любой из четырёх других белков (также участвующих в регуляции полярности) связывается с Scribble, активная PP1 высвобождается к определённым участкам клеточной мембраны для дефосфорилирования конкретных мишеней.

Фосфорилирование — важный регулятор функции белков. Сейчас Трояновский и его коллеги изучают влияние высвобождаемой PP1 на клеточную полярность.