Ученые МГУ им. М.В.
Ломоносова установили, что протеинкиназа ЛОСК (ранее обнаруженная в одном из участков А.N. Белозерского) регулирует внутриклеточное распределение динактина – сложного белка, необходимого для ретроградного межклеточного транспорта. По словам одного из авторов исследования Антона Буракова, результаты могут помочь в создании нового лекарства для лечения онкологии и заболеваний сосудов.
Подвижность клеток определяет широкий спектр жизненно важных процессов для клетки и всего организма: например, эмбриогенез (начальный этап развития плода) и ангиогенез (образование новых кровеносных сосудов).
Эти процессы требуют реорганизации и поляризации актина (белка мышц) и микротрубочек – полых цилиндрических структур эукариотических клеток, образующих цитоскелет. Цитоскелет обеспечивает клетку механическим каркасом, помогает транспортировать органеллы, а также обеспечивает передвижение клеток – сократительные белки принадлежат не только мышцам, но и другим тканям живых организмов.
Совершенно новый и ранее неизвестный регулятор подвижности клеток – это протеинкиназа LOSK (Long Ste20-like Kinase), также известная как SLK. Как и другие протеинкиназы, SLK / LOSK модифицирует белки путем фосфорилирования, что может изменить его ферментативную активность, положение в клетке и взаимодействие с другими белками.
SLK / LOSK был обнаружен ранее в этой лаборатории в A.N. Институт физико-химической биологии им.
Белозерского – структурное подразделение МГУ.
Коллектив российских ученых из А.N. Институт физико-химической биологии им.
Белозерского исследует молекулярные механизмы, определяющие архитектуру и структуру основной транспортной системы клетки – сети микротрубочек. Микротрубочки в клетке играют роль «дорог» по транспортировке частиц – такая транспортировка становится возможной за счет моторных белков (динеина и кинезинов).
В ходе исследования было построено множество генетических конструкций с использованием технологии молекулярного клонирования. Эти конструкции были далее трансфицированы в клетки животных (в основном, в клетки почек зеленой обезьяны).
Движение генетически модифицированных клеток и их соседей в экспериментальную рану снимали с помощью специального микроскопа, оснащенного системой нагрева. Между тем изучалась морфология структур цитоскелета, а также содержание ряда белков в цитоплазме. На клетки также воздействовали специфические ингибиторы.
Было замечено, что LOSK способен регулировать внутриклеточное распределение динактина – сложного белка, необходимого для внутриклеточной транспортировки. Динактин регулирует активность динеина и его связь с микротрубочками и центросомой.
Центросома – это главный центр организации микротрубочек, играющий жизненно важную роль в процессе деления клеток. Обычно клетка содержит одну или две центросомы, в то время как злокачественные клетки содержат значительно больше.
Антон Бураков, доктор биологических наук, старший научный сотрудник А.N. Белозерский комментирует: «Главный результат исследования состоит в том, что нам удалось разделить две независимые строки событий, инициированных белком SLK / LOSK, и показать, что один из этих процессов приводит к построению радиального массива микротрубочек, а другое – к направленному движению клеток.
Ранее предполагалось, что направленное движение клеток зависит от архитектуры микротрубочек. Помимо упомянутых выше эмбриогенеза и ангиогенеза, клеточная подвижность также определяет процессы канцерогенеза, заживления ран и иммунного ответа.
Микротрубочки представляют собой мишень для цитостатиков – лекарств, используемых для лечения онкологических заболеваний. Вывод исследования заключается в том, что регуляция клеточного движения не зависит от регуляции центра организации микротрубочек ».
Изучение клеточной подвижности – перспективная тема, так как этот процесс имеет решающее значение для жизнедеятельности человека и животных.
Кроме того, очевидно, что способы регуляции нормальных и опухолевых клеток различаются, что позволяет проводить дальнейшие исследования.
«Наши результаты уже могут быть использованы для дальнейших исследований в этой области.
Применение результатов в медицинской практике (разработка определенных ингибиторов моторики для онкотерапии или специфических стимуляторов моторики при заболеваниях сосудов) зависит от соответствующей правовой основы », – рассказывает Антон Бураков.