Большое влияние малых изменений: как взаимодействия филаментов влияют на клеточные сети

Исследователи из Гёттингенского и Уорикского университетов изучили структуру и механику основного компонента цитоскелета клетки — белка актина. Этот белок, выполняющий множество функций (от сокращения мышц до передачи сигналов), существует в двух изоформах: гамма-актин и бета-актин.

Разница между двумя белками минимальна — всего несколько аминокислот в одной части молекулы. Однако это небольшое изменение оказывает большое влияние на клетку. В природе обычно встречаются только смеси двух изоформ. В данном исследовании учёные разделили изоформы и проанализировали их по отдельности. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Используя специализированные методы, исследователи изучили поведение сетей филаментов, сосредоточившись на уникальных свойствах отдельных изоформ. Результаты показывают, что гамма-актин предпочитает формировать жёсткие сети вблизи вершины клетки, в то время как бета-актин преимущественно образует параллельные пучки с особой организацией.

Эта разница, вероятно, обусловлена более сильным взаимодействием гамма-актина с определёнными типами положительно заряженных ионов, что делает его сети более жёсткими по сравнению с сетями бета-актина.

«Наши выводы убедительны, поскольку открывают новые пути для понимания сложной динамики белковых сетей внутри клеток», — объясняет профессор Андреас Янсхофф.

Исследование углубляет понимание фундаментальных клеточных процессов, проливая свет на специфические биологические функции актина. Это особенно важно для процессов, связанных с клеточной механикой, таких как рост, деление и созревание клеток в ткани.

«Последствия этих открытий распространяются на более широкую область клеточной биологии, предлагая идеи, которые могут повлиять на многие области исследований и приложений, например, в биологии развития», — добавляет Янсхофф.