Учёные впервые собрали γ-тубулиновое кольцевой комплекс in vitro

Исследователи из лаборатории организации микротрубочек под руководством Йенса Людерса в IRB Barcelona и группы макромолекулярных комплексов в ответе на повреждение ДНК под руководством Оскара Льорки в Испанском национальном центре исследования рака (CNIO) впервые осуществили реконструкцию человеческого γ-тубулинового кольцевого комплекса (γTuRC) in vitro. Этот комплекс отвечает за инициацию образования микротрубочек. Кроме того, учёные раскрыли его трёхмерную структуру с помощью крио-электронной микроскопии. Ключом к успеху стала идентификация белкового комплекса RUVBL как незаменимого помощника в сборке γTuRC.

Микротрубочки — компонент цитоскелета, необходимый для внутриклеточного транспорта и деления клеток. В клетках они не могут образовываться спонтанно и требуют нуклеации с помощью γTuRC. Мутации в субъединицах γTuRC вызывают нарушения нейроразвития, такие как микроцефалия, и также связаны с дефектами сетчатки.

«Хотя γTuRC был открыт 25 лет назад, научному сообществу не удавалось получить его рекомбинантным путём in vitro», — говорит соавтор Йенс Людерс. Это новое достижение открывает путь к исследованиям, направленным на выяснение механизма нуклеации микротрубочек и его регуляции. Оно также позволит изучать мутации, обнаруженные у пациентов, и прогнозировать их эффекты, чтобы лучше понять, как они вызывают заболевание.

Белковый комплекс RUVBL — ключевой для сборки γTuRC

Сложность сборки γTuRC in vitro обусловлена не только его сложной 3D-структурой, но и необходимостью участия RUVBL для сборки и формирования кольцеобразного TuRC. «Когда я начал этот проект, я проанализировал ранее опубликованные данные и заметил, что необходимость RUVBL для сборки γTuRC ранее никогда не рассматривалась. Было очень приятно увидеть, что это действительно стало ключом к нашему успеху», — объясняет первый автор Фабиан Циммерман, аспирант лаборатории организации микротрубочек в IRB Barcelona.

«Наша группа годами исследует функцию RUVBL в сборке крупных макромолекулярных структур, имеющих отношение к раку. Открытие того, что RUVBL также необходим для формирования γTuRC, открывает новые направления исследований для понимания того, как клетки строят сложные функциональные структуры», — говорит соавтор Оскар Льорка.

«γTuRC — очень крупная структура, построенная из множества взаимосвязанных субъединиц. Определение её трёхмерной архитектуры было огромной задачей, которая стала возможной благодаря прогрессу в методах крио-электронной микроскопии, позволившим нам наблюдать отдельные молекулы этого комплекса с чрезвычайно высоким разрешением», — объясняет соавтор Марина Серна.