Растительные клетки поглощают многие важные вещества посредством процесса, называемого эндоцитозом. У растений эндоцитоз необходим для поглощения питательных веществ, передачи клеточных сигналов и взаимодействия растений с микробами. Однако жизненно важная природа эндоцитоза затрудняет его изучение методами классической генетики. Небольшие молекулы, нацеленные на этот процесс, являются хорошей альтернативой для таких исследований, но в растениях их не хватает. Международная совместная работа ученых из нескольких центров VIB, Гентского университета и Свободного университета Берлина, координируемая проф. Дженни Руссинова (Центр системной биологии растений VIB-UGent) нашла новое химическое вещество, блокирующее эндоцитоз.
Как заблокировать эндоцитоз
С помощью химической генетики ученые ранее идентифицировали небольшую молекулу ES9, которая ингибирует эндоцитоз у растений (Arabidopsis) и плодовых мушек (Drosophila). К сожалению, это соединение вызывает кислотность внутри клеток. Это полностью блокирует процесс эндоцитоза, что малопригодно для конкретных исследований. Однако были указания на то, что ES9 может связываться с клеточным механизмом, необходимым для эндоцитоза. Теперь международная группа ученых под руководством профессора Дженни Руссиновой (VIB-UGent) обнаружила, что ES9 связывается с клатрином, белком, который играет важную роль в формировании покрытых оболочкой везикул, небольших «органов» в клетках. Дальнейшие исследования связывания in vitro и рентгеновская кристаллография подтвердили это взаимодействие.
С помощью химических знаний команды доктора Йохана Винне (Гентский университет) ES9 был модифицирован и преобразован в новый аналог ES9-17, который сохранил способность связывания клатрина, но больше не подкислял клетки внутри.
Международная командная работа приводит к новым открытиям
проф. Дженни Руссинова (VIB-UGent) подчеркивает совместный характер исследования: «В этом проекте приняли участие ученые с разным опытом и опытом, такие как биологи клеток растений, биологи клеток животных, химики, эксперты в области протеомики и структурные биологи. Это исследование ясно показывает, что подобные междисциплинарные химико-генетические проекты могут значительно ускорить новые открытия в биологии».
проф. Дженни Руссинова (VIB-UGent) продолжает подчеркивать важность своих выводов: «Идентификация ES9-17 открывает несколько новых возможностей в поисках понимания клатрин-опосредованной торговли растениями. Например, ES9 и ES9-17 предлагают химические каркасы. выявить химические вещества, которые еще более эффективно блокируют функцию клатрина и, следовательно, эндоцитоз, тем самым расширив наше понимание жизненных процессов в растениях."
Финансирование
Предоставившие гранты организации, софинансировавшие это исследование: Исследовательский фонд Фландрии (FWO), Европейский исследовательский совет (ERC), Deutsche Forschungsgemeinschaft; Агентство по инновациям в науке и технологиях (IWT), Китайский научный совет (CSC) и Бельгийское управление научной политики (BELSPO).