Решена загадка молекулярного мотора: новый белок дополняет механизм растительных клеток
Исследовательская группа под руководством биофизика из Университета штата Орегон и биолога растений из Калифорнийского университета в Дэвисе обнаружила новый моторный белок, который значительно расширяет текущее понимание эволюции и принципов устройства моторных белков.
Результаты работы группы под руководством Вэйхун Цю из Колледжа науки ОГУ и Бо Лю из Калифорнийского университета в Дэвисе были опубликованы в Nature Communications.
По аналогии с мегаполисом, внутри эукариотических клеток есть структура, похожая на железную дорогу, — цитоскелет, и крошечные «транспортные средства» — моторные белки. Они действуют на «путях» цитоскелета, создавая силы и направленное движение для многих важных процессов, таких как транспортировка клеточных «грузов» и разделение дуплицированных хромосом во время деления клетки.
Клетки человека, животных и грибов имеют три разных типа моторных белков: миозин, кинезин и динеин. Кинезин и динеин движутся по одному и тому же пути цитоскелета, обычно в противоположных направлениях.
«Мы обнаружили первый кинезин-14 из наземных растений, который способен самостоятельно непрерывно двигаться по пути цитоскелета», — сказал Цю.
«Кинезины-14 — подмножество кинезиновых моторов — имеют то же направленное предпочтение, что и мотор динеин, — пояснил он. — Однако динеин в итоге стал основным моторным белком в этом направлении, потому что кинезины-14 не обладают способностью динеина генерировать устойчивую подвижность на пути цитоскелета».
Учёные давно предполагали, что наземные растения могли эволюционировать в нетрадиционные кинезины-14, обладающие способностью самостоятельно генерировать устойчивую подвижность. У наземных растений нет динеина, но у них много моторов кинезина-14.
Исходя из этого, исследователи изучили наземные растения, пытаясь найти новые кинезины-14, которые потенциально могли бы компенсировать потерю динеина у наземных растений.
«Эта работа — важное открытие в области биологических моторов за последние годы», — сказал Цю, чья работа была сосредоточена на Oryza sativa, чаще называемой просто рисом.
«Это расширяет наши знания о принципах устройства и работы молекулярных моторов, — отметил он. — Наземные растения предлагают богатый источник для понимания всей эволюции этих молекулярных моторов. И некоторые, если не все, наземные растения развили новые кинезины-14, чтобы потенциально компенсировать потерю динеина».