Новое исследование паразита Leishmania проливает свет на эволюцию клеточного механизма генерации силы

Leishmania — жгутиковые простейшие паразиты, жизненный цикл которых зависит от двух хозяев: москитов и млекопитающих. Виды Leishmania вызывают тяжелые заболевания, особенно в тропических странах. Из-за уникального жизненного цикла и эволюционного расстояния от человека более миллиарда лет клеточная биология этих паразитов имеет существенные отличия.

У паразитов есть актиновый цитоскелет — сложная динамичная сеть филаментов из белка актина. В клетках человека он участвует во многих процессах: миграции, морфогенезе и поглощении питательных веществ. У Leishmania актиновый цитоскелет, по-видимому, отвечает только за поглощение питательных веществ. При этом сам актин паразита и белки, регулирующие его цитоскелет, сильно отличаются от человеческих.

Новое исследование, проведенное в Университете Хельсинки (Финляндия) и Университете Париж Ситэ (Франция), показало, как регулируется актиновый цитоскелет у паразита Leishmania major.

Ключевые выводы исследования:

• Актиновые филаменты этого эволюционно далекого паразита гораздо более динамичны, чем в клетках человека.
• Определение атомных структур актиновых филаментов паразита раскрыло молекулярную основу их чрезвычайно быстрого обновления (turnover).

Эта работа, сосредоточенная на самом дивергентном из изученных актинов, проливает свет на эволюционное происхождение актинового цитоскелета.

«Наше исследование предполагает, что актиновые филаменты древних эукариот были очень динамичными. В ходе эволюции актиновый цитоскелет усложнился и стал участвовать в большем количестве клеточных функций. Мы полагаем, что это сопровождалось стабилизацией актиновых филаментов и одновременным появлением широкого спектра белков, которые ускоряют и контролируют их динамику», — говорит ведущий автор исследования Томми Котила.

Структурные различия между актином паразита и человека также можно использовать для создания специфических ингибиторов против актина Leishmania.

«Существующие противолеишманиозные препараты обладают токсичностью, а паразиты выработали механизмы лекарственной устойчивости. Таким образом, нам нужны новые, более специфичные лекарства, и соединения, нацеленные на актин, могут быть хорошими кандидатами», — отмечает профессор Пекка Лаппалайнен.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.