Как белки в дрожжах общаются для поиска партнёра

Исследование Университета Мэна раскрыло новые детали о работе G-белков в дрожжах, которые координируют клеточный ответ на два противоречивых сигнала. Это может углубить понимание сигнальных процессов, важных для здоровья человека.

G-белки как ключевые переключатели

G-белки контролируют коммуникацию между клетками. В человеческих клетках рецепторы, сопряжённые с G-белком (GPCR), улавливают внешние химические сигналы и активируют G-белок внутри клетки, запуская внутренний ответ. Дрожжи используют GPCR для обнаружения потенциальных партнёров для спаривания.

Проблема выбора пути

Многие белки в пути спаривания дрожжей используются также в пути контроля клеточного деления. Когда клетка делится и получает сигнал от потенциального партнёра, она должна выбрать, какой путь использовать. Правильный порядок — завершить деление, а затем ответить на брачный сигнал, — но механизм этой задержки был неизвестен.

Роль регулятора RGS и фермента MAPK

Во время брачного ответа фермент MAP Kinase (MAPK) модифицирует регулятор сигнализации G-белка (RGS), который выключает путь спаривания. Учёные использовали штаммы дрожжей с разными мутантами RGS, чтобы изучить влияние сигнализации MAPK на локализацию RGS и распределение сигнальных белков в клетке.

Ключевое открытие

Оказалось, что модификация RGS ферментом MAPK контролирует не только местоположение самого RGS, но и локализацию MAPK. Самое удивительное: фосфорилирование RGS способствует завершению цитокинеза — окончательного разделения клеток в конце митоза — до начала роста в направлении партнёра, индуцированного феромоном.

Механизм приоритизации

Учёные обнаружили, что RGS взаимодействует с белком Kel1, контролирующим окончание митоза. Связывание RGS с Kel1 регулируется модификацией RGS со стороны MAPK. Это объясняет, зачем нужна эта модификация. Неспособность модифицировать RGS приводит к сбою цитокинеза, что может иметь катастрофические последствия для клетки.

Значение исследования

• Работа раскрывает потенциальный сигнальный узел в клетках, где принимаются два входящих сообщения и интерпретируется, какой сигнал имеет более высокий приоритет.
• Понимание этих механизмов может проинформировать научное сообщество о новых потенциальных процессах, связанных с развитием заболеваний, например, когда деление клеток происходит ненормально.

Исследование опубликовано в августе 2022 года в журнале Life Science Alliance.