Учёные открыли универсальный код, управляющий формированием всех клеточных мембран

Исследователи из Университета Альберты обнаружили, по их словам, недостающий элемент пазла с тех пор, как впервые был расшифрован генетический код.

Новый код — это универсальный набор правил, который направляет связывание белков с липидами для формирования мембран — оболочки всех клеток и клеточных компонентов. Работа опубликована в BMC Biology.

"Шестьдесят лет назад учёные начали работать над тем, как гены кодируют белки, но это не конец истории, — говорит профессор биохимии Майкл Овердуин. — Наряду с ДНК, РНК и белками живым клеткам необходимы мембраны. Без мембраны это всё равно что дом без стен".

'Концептуальная революция'

Новая теория, названная протеолипидным кодом, описывает, как мембраны компартментализируются, перестраиваются и регулируются. Она основана на структурных данных, полученных с помощью новых технологий и программного обеспечения.

"Мы считаем, что это представляет собой концептуальную революцию, аналогичную открытию генетического кода", — говорит Овердуин.

Предложенный код может помочь в разработке лекарств от рака и нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, которые вызваны неправильным взаимодействием белков с мембранами.

"Используя наш код, мы теперь можем предсказывать, как белки сортируются в клетках и связываются с липидами", — отмечает учёный.

'Липидоны' и уровни структуры

Команда предлагает рассматривать четыре уровня мембранной структуры — от простейшей до наиболее сложной. По аналогии с кодонами в ДНК, они вводят термин "липидоны" для описания правил, по которым наборы липидов взаимодействуют с белками, образуя разные мембраны.

"Липидон похож на QR-код, состоящий из трёх липидных молекул, которые распознаются белками, — объясняет Овердуин. — Именно белки распределяют липиды в разные места клетки, придавая каждой мембране уникальную форму и кривизну".

Взгляд свежими глазами

Овердуин признаёт, что протеолипидный код идёт вразрез с научной ортодоксией. Первым автором статьи стал Трой Кервин — студент-бакалавр, работавший в лаборатории во время пандемии COVID-19, а ныне аспирант Оксфордского университета.

"Замечательно, что студент-бакалавр может предложить новый код, который переворачивает биологию с ног на голову", — говорит Овердуин.

Следующие шаги исследования включают использование протеолипидного кода для лучшего понимания специализированных мембран нервных клеток, бактерий, вирусов и митохондрий.