Четверг, 27 апреля 2017 года

Свет поможет контролировать перемещение белка из клеточных ядер

Реклама

Биологи Гейдельбергского университета и Немецкого центра исследования рака нашли способ контролировать перемещение белков из ядер клеток с помощью генномодифицированного растительного протеина, чувствительного к свету.

Команда исследователей под руководством доктора Барбары Ди Вентура и профессора Роланда Эилса применила методики из области синтетической биологии, чтобы объединить светочувствительный элемент овса с транспортным сигналом. Это позволило использовать свет, чтобы точно контролировать местоположение и, следовательно, активность белков в клетках млекопитающих. Результаты исследования были представлены в Nature Communications.

Эукариотические клетки характеризуются пространственным разделением между ядром и остальными элементами. Благодаря этому структура защищает механизмы, участвующие в копировании и чтении генетической информации, от сбоев, вызываемых другими процессами вроде синтеза протеинов или выработки энергии. Белки и прочие макромолекулы регулярно проходят через клеточное ядро. У небольших соединений этот процесс не вызывает затруднений, тогда как крупным частицам необходимо прикрепляться к так называемым протеинам-носителям. Обычно короткие пептиды на их поверхности сообщают переносчикам, что белок готов к транспортировке. В зависимости от типа сигнала (NLS или NLS), соединение будет отправляться в ядро или из него. «Искусственное стимулирование импорта или экспорта выбранных белков позволит контролировать их активность внутри живой клетки», — отмечает доктор Ди Вентура.

Исследователи объединили генетические и оптические методы с целью получения способа включать и выключать определенные функции клеток. В данный момент им удалось генетически модифицировать светочувствительные белки и внедрить их в выбранные структуры для контроля их поведения с помощью света.

Данный проект основывается на предыдущих работах других команд, изучавших домен LOV2, встречающийся у овса. В природе это соединение действует как светочувствительный сенсор, который, в числе прочего, помогает растению поворачиваться к солнцу. При контакте с голубым светом домен LOV2 в корне меняет свою трехмерную структуру. Это свойство теперь может использоваться для контроля последовательностей клеточных сигналов, вроде NES. Доминик Ниопек – основной автор исследования, первым создал гибридный белок LOV2-NES, состоящий из полученной из овса структуры и искусственного сигнала ядерного экспорта.

«В принципе, разработанное соединение можно присоединять к любому клеточному протеину и использовать для контроля его выводя из ядра с помощью света», — объясняет профессор Эилс. Команда продемонстрировала это на примере белка p53 – члена семейства структур, подавляющих рак за счет наблюдения за клеточным ростом и предотвращения появления дефектов при делении. По словам профессора, протеин отключается из-за генетических мутаций при развитии агрессивных опухолей, что позволяет им бесконтрольно воспроизводить себя. LOV2-NES смог контролировать работу p53, что дает надежду на решение этой проблемы.

Источник: rsute.ru

Ошибка в тексте? Выделите ее мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter
Обсудить новость и добавить комментарий
Выбор редакции