Неожиданная регуляция критически важных для развития факторов транскрипции

Исследователи впервые описали, как два фактора транскрипции, "абсолютно необходимые для развития человека", регулируются металлопротеазой клеточной поверхности ADAM13. Это открытие расширяет знания о миграции клеток в эмбрионах позвоночных, дифференцировке стволовых клеток и метастазировании раковых клеток.

Механизм регуляции генов с поверхности клетки

  • ADAM13 — это протеаза, которая разрезает другие белки, меняя их функцию.
  • Пять лет назад было обнаружено, что металлопротеазы ADAM контролируют экспрессию генов в клетке.
  • Новое исследование детально описывает механизм, с помощью которого белок ADAM13 на поверхности клетки может влиять на экспрессию генов в ядре.
  • ADAM13 работает в связке с серией других белков и двумя факторами транскрипции: tfap2- и arid3a.
  • Arid3a перемещается между ADAM13 на поверхности и генами в ядре. Не все ADAM-белки способны на это (например, ADAM9 — нет).

Роль факторов транскрипции и значение открытия

  • Arid3a контролирует определение судьбы клетки, заставляя неспециализированные стволовые клетки дифференцироваться. Он действует как "анти-стволовый фактор".
  • Tfap2- определяет группу клеток на границе нервной пластинки эмбриона, которые формируют все органы чувств (слух, зрение, обоняние) и все черепно-лицевые структуры. Это справедливо для всей эволюции позвоночных.
  • Работа помогает понять, как клетки нервного гребня приобретают специализацию и учатся перемещаться.

Связь с онкологией

  • Заставляя клетку дифференцироваться, arid3a подавляет деление клеток.
  • В опухоли это означает, что arid3a заставляет раковые клетки оставаться на месте и выполнять работу, а не делиться, делая их более доброкачественными и снижая риск метастазирования.
  • Прогноз для пациента с опухолью, в которой много arid3a, лучше, чем при низком его уровне.
  • Контроль активности ADAM извне клетки потенциально может стать новым инструментом для управления arid3a и, возможно, опухолями.

Сравнительная важность белков

  • ADAM13 считался "малозаметным игроком", не критически важным. Его можно сравнить с тренером на футбольном матче: без него команда может функционировать, хотя и менее эффективно. Эмбрион без ADAM13 может выжить, но с врожденными дефектами.
  • Факторы транскрипции arid3a и tfap2- гораздо важнее — это "квотербек" команды. Без них эмбрион не может выжить.

Будущие исследования

  • Лаборатория продолжит определять части ADAM13 и arid3a, которые взаимодействуют друг с другом, и то, как arid3a перемещается между ADAM на поверхности клетки и генами в ядре.
  • Цель — выяснить конкретные белковые последовательности, контролирующие arid3a. На это, по оценкам, потребуется еще пять лет.

Исследование поддержано Национальным институтом стоматологических и черепно-лицевых исследований NIH. Подробности опубликованы в открытом онлайн-журнале eLIFE.

2017-10-10