Ремесло клеточных транспортных комплексов

Белок-комплекс, являющийся важным звеном клеточной транспортной цепи, также инициирует сборку следующего звена этой цепи. Это новое понимание позволит лучше изучить транспортный процесс, играющий ключевую роль в многочисленных клеточных процессах, включая вирусные инфекции, деление клеток и передачу сигналов. Дополнительная функция транспортного комплекса ESCRT-II была открыта в ходе проекта, поддержанного Австрийским научным фондом FWF, и недавно опубликована в The EMBO Journal.

Вирусные инфекции, деление клеток и передача сигналов имеют нечто общее: они используют "белковую машину", которая фактически управляет процессом клеточной утилизации. Сборка этой молекулярной "машины" строго контролируется и в основном зависит от пяти специфических белковых комплексов — ESCRT (endosomal-sorting complex required for transport). Команда из Медицинского университета Инсбрука и Корнеллского университета (США) обнаружила удивительную функцию одного из этих комплексов (ESCRT-II): он также инициирует сборку ESCRT-III — центрального комплекса в транспортной цепи.

Молекулярное регулирование трафика

Все ESCRT выполняют функцию загрузки клеточных транспортных везикул (MVB — multivesicular bodies) ставшими "ненужными" компонентами клеточной поверхности. Для этого ESCRT образуются лишь временно. Доктор Дэвид Тайс объясняет новую функцию, открытую его командой: "Часть ESCRT-II, известная как Vps25, запускает цепную реакцию, которая сначала вызывает структурное изменение в другом белке — Vps20. Vps20 активируется этим изменением, и вокруг него могут сгруппироваться другие белки — Snf7. Впоследствии остальная часть ESCRT-III формируется вокруг этой отправной точки. Таким образом, ESCRT-II инициирует сборку ESCRT-III".

Если точнее, примерно 10–20 белков Snf7 должны собраться в определённую кольцевидную форму, чтобы другие компоненты ESCRT-III могли быть добавлены по необходимости. Именно на это кольцевидное группирование белков Snf7 и влияет Vps25. Команда доктора Тайса обнаружила это в экспериментах с искусственной модификацией ESCRT-II: вместо обычных двух белков Vps25 в комплексе использовали только один. Доктор Тайс поясняет: "Это позволило нам показать, что даже при уменьшенном числе Vps25 в ESCRT-II белки Snf7 всё равно группировались. Однако молекулы, собранные таким образом, не могли выполнить биологическую функцию ESCRT-III".

Нет "О" без "Y"

Основываясь на известном факте, что два белка Vps25 в ESCRT-II формируют Y-образную структуру, доктор Тайс сделал вывод: два "плеча" Y, образованные Vps25, вместе обеспечивают правильное кольцевое расположение молекул Snf7. Хотя одного "плеча" достаточно для группировки Snf7, для пространственной структуры, способной вместить дальнейшую сборку ESCRT-III, необходимо разместить два белка Snf7 — по одному на каждом плече.

Затем это кольцо действует как своего рода мастер-копия для транспортных везикул MVB. Это предположение подтвердилось в другом эксперименте, который доктор Тайс провёл со своим коллегой профессором Скоттом Эмром. В клетках с изменённым молекулярным составом создавали больше молекул Snf7, чем обычно. Результат? Образовавшиеся в этих клетках везикулы были значительно крупнее, что ясно указывает на роль белка Snf7 как мастер-копии.

Таким образом, эти результаты, полученные в рамках проекта FWF, не только раскрывают, насколько тонко настроен этот клеточный механизм утилизации, но и демонстрируют его ранее неизвестную способность к молекулярной самосборке.