Учёные нашли ключ к поддержанию формы клеток

Исследователи из Йельского университета обнаружили, как белок в большинстве клеточных мембран помогает поддерживать нормальный размер клетки. Это прорыв в фундаментальной биологии, имеющий значение для ряда заболеваний, таких как серповидноклеточная анемия и расстройства нервной системы.

Размер клетки регулируется балансом положительно и отрицательно заряженных ионов и других растворённых веществ в жидкости внутри и снаружи клеток. Этот баланс предотвращает перемещение воды через клеточные мембраны и изменение размера клетки. Изменения химического состава внеклеточной жидкости могут нарушить этот баланс, иногда с пагубными последствиями для здоровья.

Клетки должны быстро менять свой ионный состав, чтобы компенсировать изменения и избежать раздувания или сжатия. Они делают это, почти мгновенно меняя уровень хлоридов.

В выпуске журнала Cell от 7 августа команда учёных из Йеля сообщает, что с помощью инновационных количественных протеомных технологий им удалось идентифицировать два ключевых регуляторных сайта на транспортере, которые контролируют выход калия и хлорида из клеток.

Эти технологии позволяют наблюдать специфические сайты на белках, которые подвергаются фосфорилированию. Фосфорилирование — это распространённая и обратимая модификация белка после его синтеза, которая может включать или выключать его функцию. Учёные показали, что идентифицированные регуляторные сайты почти полностью фосфорилированы в нормальных условиях, когда транспортер неактивен. При изменениях в окружающей среде, угрожающих клетке, белки быстро дефосфорилируются, что резко увеличивает транспортную активность.

Эти транспортеры гиперактивны при серповидноклеточной анемии и играют роль в обезвоживании серповидных клеток. С этой новой информацией могут быть найдены новые стратегии для манипулирования этой активностью и выявления столь необходимых методов лечения.

Эта же система помогает регулировать реакцию клеток мозга на нейромедиатор ГАМК (GABA), который управляет состоянием бодрствования и вовлечён в тревожность и другие расстройства. Исследователи обнаружили, что фосфорилирование регуляторных сайтов работает в мозге аналогичным образом.

Применение этих новых технологий, вероятно, окажется актуальным для понимания многих других биологических регуляторных систем.

Источник: Yale University