Учёные воскресили «мёртвое антитело» для изучения белка, необходимого для самой жизни

Учёные из Университета Вандербильта, Университета Республики в Уругвае и других исследовательских центров совершили научный подвиг — воскресили «мёртвое антитело», чтобы раскрыть тайны цитохрома c. Этот универсальный белок является важнейшей частью энергогенерирующей способности клетки и самой жизни.

Цитохром c в основном находится во внутренней мембране митохондрии — энергетической станции клетки. Однако, попадая во внутриклеточную жидкость (цитозоль), он играет ключевую роль в апоптозе — высокорегулируемой, запрограммированной гибели ненужных клеток.

Белок также обнаруживался в секреторных и бактериальных везикулах, что указывает на его возможное участие в других, ещё не открытых функциях. Однако альтернативные конформации этого белка до сих пор ускользали от научного изучения.

В 2009 году с помощью уникального моноклонального антитела уругвайский учёный Рафаэль Ради, MD, Ph.D., и его коллеги из Университета Республики, Медицинской школы Массачусетского университета и Университета Миннесоты обнаружили новую трёхмерную структуру цитохрома c в цитозоле и ядрах неапоптотических клеток.

К сожалению, источник антитела — гибридома, изначально созданная Рональдом Джеммерсоном, Ph.D., в Университете Миннесоты, — был утерян после выхода из строя резервуара с жидким азотом, хранившего его при сверхнизких температурах.

Попытки восстановить гибридому (слияние продуцирующей антитело иммунной клетки с бессмертной раковой клеткой) не увенчались успехом.

Спустя десятилетие технологический прогресс позволил команде Ради в Монтевидео в сотрудничестве с коллегами из Вандербильта определить полную аминокислотную последовательность антитела и воссоздать его в лаборатории.

В отчёте, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи показали, что их воскрешённое антитело обнаруживает альтернативные конформации цитохрома c в живых клетках.

Биологическая роль этих конформаций может быть связана с регуляцией экспрессии генов. В более широком смысле, как заключили учёные, это антитело «представляет собой уникальный инструмент, охватывающий знания о динамике и пластичности белков».

Ради, чьи работы помогли определить роль свободных радикалов, оксидантов и митохондриальной дисфункции в заболеваниях человека, является профессором и заведующим кафедрой биохимии Медицинского факультета Университета Республики, а также иностранным членом Национальной академии наук США.

«Эта работа иллюстрирует синергию великой науки и духа сотрудничества, характеризующего основные лаборатории Вандербильта», — сказал Карнахан, заместитель директора Вакцинного центра Вандербильта.

Ради встретил Карнахана во время визита в Вандербильт в 2013 году, и они обсудили, как «воскресить» утерянное антитело, создав рекомбинантную версию из небольшого количества оригинального антитела, оставшегося в лаборатории Ради.

Карнахан написал в последующем письме: «Основное оборудование для масс-спектрометрии VU никогда не использовалось для de novo секвенирования антител. Возможно, они согласятся попробовать».

«Эта первоначальная помощь стала ключевым шагом к реконструкции первичных последовательностей лёгкой и тяжёлой цепей антитела», — сказал Ради.

Ради выразил благодарность всем, кто участвовал в проекте, и отметил центральную роль Вандербильта в этой работе.

«Теперь, когда это уникальное средство снова в руках научного сообщества, вероятно, будут выявлены и раскрыты новые функции цитохрома c в биологии клеток млекопитающих», — заключил он.