Новые данные о древнем белковом комплексе
Клетки полагаются на мембраны для защиты от внешней среды. Однако мембраны не могут быть полностью закрытыми, так как через них должны проходить питательные вещества и другие молекулы. Для этого в мембранах существуют различные каналы и поры, а также рецепторы, которые непрерывно следят за внешней средой и передают сигналы внутрь клетки. Масштабное сотрудничество пяти исследовательских групп VIB позволило лучше понять механизм, который растения используют для регуляции белкового состава своей внешней мембраны. Это открытие, опубликованное в Science Advances, расширяет фундаментальные знания о том, как состав плазматической мембраны может адаптироваться к внешним стимулам — процесс, важный для жизни на Земле.
Молекулярная архитектура TPLATE
Сложные формы жизни имеют сложные клетки — эукариотические. В отличие от бактерий, клетки эукариот содержат множество внутренних компартментов (органелл), которые обмениваются между собой материалом. Один из способов такого обмена — везикулярный транспорт, при котором часть собственной мембраны органеллы используется как "мешок" для переноса грузов.
Недавно было обнаружено, что растения в значительной степени полагаются на белковый комплекс под названием TPLATE complex. Этот комплекс присутствует не только в растениях, но и у многих других эукариот, что указывает на его эволюционную древность и принадлежность к семейству белковых комплексов, все остальные члены которого уже хорошо изучены. Однако, поскольку TPLATE отсутствует в наиболее популярных модельных организмах (животных и дрожжах), его существование и функция долгое время оставались незамеченными.
В этом исследовании команды VIB впервые раскрыли молекулярную архитектуру TPLATE. Для этого они использовали метод масс-спектрометрии с химическим сшиванием (crosslinking mass spectrometry) и компьютерное моделирование. Новые данные показали ориентацию комплекса относительно мембраны и тонкие взаимосвязи между различными доменами его субъединиц.
Эти результаты важны для углубления знаний о ключевых процессах эукариот. Структура этого комплекса теперь позволяет сравнить его с известными структурами его близких родственников, присутствующих у всех эукариот, включая животных и дрожжи, и визуализировать эволюцию этих транспортных комплексов.
Для получения как структурных, так и функциональных данных об этом загадочном комплексе потребовался интегративный, совместный подход. Пять исследовательских групп VIB и одна группа из Чехии внесли свой вклад в рамках своей экспертизы, проведя эксперименты — от исследований связывания с липидами до методов структурной биологии.
Новое структурное понимание было в основном получено с помощью масс-спектрометрии с химическим сшиванием, выполненной при поддержке VIB Proteomics core facility.
"Главное преимущество работы в VIB — это активное поощрение и облегчение доступа к знаниям и экспертизе, что позволяет исследовательским группам успешно реализовывать совместные проекты, далеко выходящие за пределы их зоны комфорта", — говорит профессор Даниэль Ван Дамме.
Это исследование заложит основу для дальнейшей научной работы и откроет возможности для создания новых, более безопасных гербицидов или модуляции стрессовых реакций у растений.