Микротрубочки, закреплённые на белках ядерной мембраны, позиционируют ядра мышечных клеток

Учёные из A*STAR выяснили, как микротрубочки, часть клеточного «скелета», позиционируют множественные ядра в мышечных клетках. Сбои в этом ключевом процессе развития связаны с мышечными дистрофиями — группой изнурительных заболеваний, вызывающих прогрессирующую слабость и потерю мышечной массы.

Исследование Брайана Берка из Института медицинской биологии A*STAR началось скорее случайно. Его работа сосредоточена на генах, кодирующих белки, активные в «ядерной оболочке». В мышечных клетках эта оболочка содержит белки, обычно ассоциированные с центросомой — цитоплазматической структурой, организующей микротрубочки, но долгое время это оставалось нишевой темой.

Инь Лун Ли, изучавший центросому во время своей PhD, обратил на это внимание Берка. Предыдущие исследования Берка показали, что белковые пары в ядерной оболочке, известные как LINC-комплексы, играют роль в позиционировании ядра во многих клетках. Учёные предположили, что эти комплексы могут быть вовлечены в закрепление центросомных белков у ядра мышечной клетки.

Чтобы проверить идею, Ли и Берк выделили белки, взаимодействующие с LINC-белком Nesprin-1 в мышечных клетках на ранней и поздней стадиях развития. Сравнение двух списков выявило 446 белков, взаимодействующих с Nesprin-1 специфично на поздней стадии, включая четыре центросомных белка. Параллельно французские исследователи в ходе RNAi-скрининга идентифицировали гены, участвующие в нуклеации микротрубочек у ядерной оболочки. Единственным кандидатом оказался Nesprin-1. Команды решили сотрудничать.

Ли создал клетки, лишённые либо Nesprin-1, либо его LINC-партнёров. В этих клетках три из четырёх центросомных белков оставались в цитоплазме, а не накапливались у ядерной оболочки. Такая же неправильная локализация наблюдалась в клетках пациентов с врождённой мышечной дистрофией, вызванной мутацией в Nesprin-1. Последовательно истощая каждый из трёх центросомных белков, команда определила, какой именно белок необходим для образования микротрубочек у ядерной оболочки.

В мышечных клетках с отсутствующей или дефектной копией Nesprin-1 ядра слипались вместе, вместо того чтобы равномерно распределяться. Понимание того, как Nesprin-1 и центросомные белки позиционируют ядра мышечных клеток, может помочь прояснить развитие мышечных дистрофий.