Ученые из Московского физико-технического института совместно с коллегами из Института цитологии РАН, Объединенного института ядерных исследований и Университета Южной Флориды (США) изучили инактивированную форму белка актина. Это исследование поможет в изучении фундаментальных процессов жизнедеятельности клеток, в понимании механизмов функционирования ядра живой клетки — органеллы, в которой сосредоточен наследственный аппарат, и в разработке новых методов терапии возрастных заболеваний.Работа опубликована в журнале Biochemical and Biophysical Research Communications
Нормальное функционирование ядра определяет жизнь и развитие клеток, органов, всего организма в целом, а малейший сбой приводит к заболеваниям. Лишь доскональное изучение механизмов функционирования всех ядерных компонентов позволит надеяться на то, что в будущем удастся не только понять причины многих тяжелых заболеваний, но, возможно, и предотвратить их.
«Актин — один из наиболее распространенных белков. Он может существовать как в глобулярной форме (G-актин), так и в фибриллярной (F-актин), возникающей, когда молекулы G -актина, соединяясь друг с другом, образуют длинную цепь, похожую на бусы. Больше всего F-актина в мышечных клетках. Во многом благодаря актину происходит сокращение и растяжение мышц, что является главным механизмом работы внутренних органов и движения тела. Кроме того, F-актин содержится в цитоплазме каждой клетки организма, участвуя во многих жизненно важных процессах, в частности, он составляет основу цитоскелета — каркаса клеток, играет значимую роль при клеточном делении, клеточной подвижности и других процессах», — рассказал один из авторов научной работы, научный сотрудник Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ Юрий Рижиков.
По его словам, существование ядерного актина долгое время считалось недоказанным, однако с развитием новых методов исследования стало ясно, что он играет решающую роль в формировании хроматина, геномного и эпигенетического ландшафта, регуляции транскрипции и репарации ДНК. Ядерный актин имеет определяющее значение не только для функционирования отдельной клетки, но также для установления судьбы клетки и дифференцировки тканей и органов во время развития. Нарушения в архитектуре ядра, хроматина и генома могут явиться началом развития многих, в том числе онкологических заболеваний.
Известно, что в ядре актин находится в глобулярной G-форме и полимерной форме. Про полимерную форму ядерного актина пока известно совсем немного: она всегда присутствует в ядре, при стрессах и заболеваниях ее количество существенно увеличивается, но про ее структуру на сегодня можно сказать лишь то, что эта форма не является F-актином. Как же она образуется?
«При прогревании до 50–60 °С или длительном хранении при 4 °С “в пробирке” глобула G-актина частично разрушается, а образовавшиеся структуры полимеризуются, однако совсем не так, как G-актин, и свойства образовавшегося полимера существенно отличаются от F-актина. Полученный в ходе нашей научной работы так называемый “инактивированный актин” может стать модельной субстанцией для изучения свойств ядерного актина», — пояснили ученые
Дальнейшие исследования «инактивированного актина», возможно, прольют свет также на механизм возникновения и структуру полимерной формы ядерного актина, что явится важным шагом к пониманию функционирования живой клетки.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда.
