Учёные определили молекулярный механизм, критически важный для подвижности клеток

Исследователи обнаружили, что два специфических белка разбирают актиновые филаменты с одного конца и возвращают строительные блоки к другому концу для нового раунда полимеризации. Структура этого механизма, управляющего подвижностью клеток, может открыть новые возможности для создания терапевтических средств, подавляющих миграцию клеток при раке.

Многие клетки нашего тела постоянно меняют форму и перемещаются в тканях. Например, заживление ран и работа иммунной системы зависят от мигрирующих клеток. С другой стороны, неконтролируемая миграция клеток — отличительная черта метастазирования при развитии злокачественных опухолей, поэтому этот процесс должен строго регулироваться.

Движущую силу для миграции клеток создаёт белок актин. Мономеры актина действуют как строительные блоки, полимеризуясь в стержневидные филаменты, которые толкают вперёд ведущий край клетки. Полимеризация актиновых филаментов должна быть сбалансирована их деполимеризацией с другого конца.

Учёные из Университета Хельсинки (Финляндия) и Института Жака Моно (Франция) идентифицировали молекулярный механизм, который обеспечивает быструю деполимеризацию актиновых филаментов и рециклирует полученные мономеры актина для нового раунда полимеризации. В этом процессе совместно работают два белка: циклаза-ассоциированный белок и кофилин.

"Используя рентгеновскую кристаллографию и компьютерное моделирование, мы смогли увидеть атомные детали того, как эти два белка охватывают актиновые филаменты и разбирают их на строительные блоки. Одной из самых захватывающих частей проекта было наблюдение в микроскоп, как актиновые филаменты внезапно начали исчезать, когда мы вводили в их среду эти два белка", — говорит аспирант Томми Котила, ведущий автор исследования из Института биотехнологии HiLIFE.

В злокачественных опухолях движения клеток выходят из-под контроля, потому что их миграционный механизм неправильно регулируется. Поскольку в раковых клетках регуляция циклаза-ассоциированного белка часто нарушена, атомная структура этого механизма может открыть новые пути для разработки терапевтических средств, подавляющих миграцию клеток при раке.

"Это большой вклад в понимание основных принципов миграции клеток. Это также помогает нам понять молекулярную основу неконтролируемой миграции раковых клеток", — говорит профессор Академии Пекка Леппалайнен из Института биотехнологии.