Расшифровка языка клеток: профилирование белков, обеспечивающих коммуникацию клеточных органелл
Взаимодействие между митохондриями и эндоплазматическим ретикулумом (ЭР) в местах их контакта — это критически важные центры обмена липидами и кальцием для поддержания клеточного гомеостаза. Нарушения этой межорганелльной коммуникации связаны с развитием различных заболеваний, включая нейродегенеративные расстройства. Однако изучение этих динамичных комплексов затруднено из-за нехватки инструментов.
Для решения этой проблемы учёные из POSTECH, Медицинской школы Университета Тэгу Католик и Сеульского национального университета разработали новую стратегию «OrthoID», представленную в Nature Communications.
Традиционные методы, такие как система связывания стрептавидин-биотин (SA-BT), имели ограничения для полного захвата спектра белковых взаимодействий между двумя разными органеллами.
OrthoID преодолевает эти ограничения, вводя дополнительную синтетическую связывающую пару кукурбит[7]урил-адамантан (CB[7]-Ad) для работы вместе с SA-BT. Комбинация этих взаимно ортогональных систем позволила более точно идентифицировать и проанализировать белки-посредники, свободно перемещающиеся между ЭР и митохондриями.
Метод, использующий техники proximity labeling (APEX2 и TurboID) с ортогональными связывающими парами, эффективно маркировал и изолировал белки, обеспечивающие взаимодействие между митохондриями и ЭР. Он не только идентифицировал известные белки контактов ЭР-митохондрии, но и обнаружил новые кандидаты, такие как LRC59, чья роль в месте контакта ранее была неизвестна. Также были успешно определены множественные наборы белков, претерпевающие структурные и позиционные изменения в соединении ЭР-митохондрий во время процессов, когда повреждённые митохондрии помечаются для деградации.
«Гибкость и модульность OrthoID — одни из его главных преимуществ. Эта адаптивность позволяет изучать различные места контактов органелл и открывает новые пути для исследования сложных клеточных коммуникаций, преодолевая технические ограничения существующих методов», — заявил профессор Кимун Ким (POSTECH).
«OrthoID — это универсальный и полезный исследовательский инструмент, призванный расшифровать сложный язык клеточной коммуникации. Ожидается, что он будет способствовать открытиям, которые окажут глубокое влияние на понимание здоровья клеток, выяснение механизмов болезней и развитие новых терапевтических стратегий», — добавил профессор Кён Мин Пак (Медицинская школа Университета Тэгу Католик).