Структурные механизмы сборки ресничек

Реснички — это небольшие «волоски» на поверхности почти всех клеток человеческого тела, которые выполняют множество функций. Их дефекты приводят к заболеваниям, называемым цилиопатиями. Исследователи из группы Патрика Маттиаса и платформы структурной биологии FMI определили структуру белкового комплекса, играющего ключевую роль в сборке ресничек, с разрешением, близким к атомарному.

Реснички выполняют функции «моторов» для движения клеток и жидкости, а также клеточных «антенн», воспринимающих сигналы среды, например, во время развития.

Генетические дефекты ресничек вызывают более 30 наследственных заболеваний человека — цилиопатий. Они могут проявляться как гидроцефалия, бесплодие, респираторные проблемы, болезни глаз, сердца, почек и другие.

Цилиопатии часто вызваны дефектами в процессе сборки ресничек (цилиогенезе). В этом сложном процессе участвуют десятки белков, среди которых особенно важную роль играют три белка, называемые CPLANE-белками, однако о них известно мало.

Герасимос Лангусис, постдок в лаборатории Патрика Маттиаса, и коллеги использовали криогенную электронную микроскопию (cryo-EM) для изучения CPLANE. Они показали, что три белка собираются в комплекс, который они назвали CPLANE-комплексом.

Исследователи определили структуру человеческого и мышиного комплекса, связанного с малой Rab GTPазой (ферментом, регулирующим клеточную активность), с разрешением, близким к атомарному. Они также изучили, как комплекс связывается с фосфолипидами — ключевыми компонентами клеточных мембран, к которым крепятся реснички, и что может пойти не так при цилиопатиях. Было показано, что мутантный CPLANE-белок, вызывающий цилиопатию, имеет изменённое связывание с фосфолипидами.

Эти результаты проливают свет на то, как CPLANE-комплекс координирует связывание липидов и Rab-сигнализацию. Исследование, опубликованное в Science Advances, даёт важные структурные и функциональные сведения о загадочном процессе цилиогенеза, а также новое молекулярное обоснование причин цилиопатий.