Метод молекулярной метки раскрыл ключевые компоненты структуры, которая дает клеткам чувство места

Белковые комплексы, с помощью которых клетки прикрепляются к биологическому матриксу, не только удерживают их на месте, но и помогают клетке "понимать", в какой ткани она находится и какого типа должна быть. Однако нестабильная природа этих комплексов — "фокальных адгезий" — затрудняет их изучение. Исследователи из A*STAR создали рабочую модель фокальной адгезии, используя метод молекулярной метки для точной идентификации всех вовлеченных белков.

Средняя клетка содержит 10–15 000 белков, что усложняет понимание, как конкретные белки объединяются для выполнения функций. Паксиллин — хорошо известный белок фокальной адгезии, но, по словам руководителя работы Эда Мансера из Института молекулярной и клеточной биологии A*STAR, для комплекса адгезии был предложен "ошеломляющий массив" других белков.

Команда использовала более точный подход с техникой мечения BioID, также разработанной в A*STAR. Метод включает создание клеточной линии, в которой паксиллин соединен с ферментом, способным добавлять биотин к белкам в радиусе примерно 20 нанометров (средний белок имеет ширину около 5 нанометров). Эти новобиотинилированные белки легко идентифицируются после разрушения клетки.

Исследователи совместили BioID со стабильным изотопным мечением, чтобы рассчитать относительное обогащение белков по отношению к паксиллину и киндлину-2, и на основе этого определили их расположение в структуре фокальной адгезии.

В то время как предыдущие исследования предполагали участие сотен белков, команда IMCB идентифицировала всего 35 белков, вовлеченных в процесс, и предполагает, что существует менее 50 различных белков фокальной адгезии. "Мы также подтвердили, что только семь из этих белков непосредственно связываются с паксиллином — это правдоподобное число", — говорит Мансер.

Эксперименты также принесли неожиданные результаты. Ранее считалось, что паксиллин находится на поверхности клетки (плазматической мембране), но отсутствие меченых мембранных белков вблизи него указало, что он расположен на некотором расстоянии от мембраны.

"Преимущество в том, чтобы разработать протеомный метод, который может дать гораздо лучшее разрешение, чем оптические методы сверхвысокого разрешения", — отмечает Мансер. Исследования других белковых комплексов уже ведутся.