Исследователи из университетов Тюбингена и Констанца, Рурского университета Бохума, Института интеллектуальных систем им. запрограммированный распад клеток, также известный как апоптоз. Эти белки Bcl-2 трудно исследовать, поскольку они обмениваются между водянистой цитоплазмой клетки и ее маслоподобными мембранами. Существует всего несколько методов, которые можно использовать для анализа взаимодействия белков в обеих средах. С помощью специального типа спектроскопического анализа команда расшифровала сложное взаимодействие трех компонентов в сети. Их выводы опубликованы в последних выпусках Nature Communications.
Отряд самоубийц
«Наше хорошее здоровье зависит от строгого регулирования клеточного деления и гибели клеток», - говорит доктор Стефани Блейкен, недавно переехавшая из Тюбингенского университета в бохумский кластер передового опыта «Resolv» и исследовательскую группу по электронным спектроскопия парамагнитного резонанса. Когда эти механизмы выходят из строя, могут возникнуть рак и нейродегенеративные расстройства. «Апоптоз - своего рода план самоубийства для клеток - важный механизм безопасности, позволяющий организму избавиться от поврежденных, состарившихся или ненужных клеток», - говорит Блейкен.
Семейство белков Bcl-2 определяет, когда начинается апоптоз. Некоторые члены семейства запускают в клетке процессы, ведущие к гибели клетки, например, открывая поры в мембране митохондрий - электростанций клетки. Эти поры выделяют вещества, запускающие апоптоз как неостановимый процесс. Другие члены семейства Bcl-2 предотвращают открытие пор, тем самым предотвращая процесс гибели клеток. Таким образом, взаимодействие между белками Bcl-2 является ключом к пониманию апоптоза.
Игровая площадка для белков
В новом исследовании исследователи пролили свет на координацию сети Bcl-2, используя флуоресцентную корреляционную спектроскопию. В своей упрощенной лабораторной модели они создали три основных компонента белковой сети и исследовали их в среде, приблизительно моделирующей среду клетки.
Живые клетки состоят из тысяч различных молекул, которые осуществляют бесчисленное количество взаимодействий и могут запускать бесчисленные реакции», - говорит профессор Тюбингенского университета Ана Гарсия-Саес. «Чтобы понять отдельные компоненты в этой сложной сети, это помогает сначала наблюдать за ними в очень упрощенной среде, к которой вы можете добавлять новые компоненты.«Исследователи проанализировали белки в средах, имитирующих цитоплазму или митохондриальную мембрану.
Различные взаимодействия в мембране и цитоплазме
Взаимодействия белков сильно зависели от их окружения. В мембранах возможны разные взаимодействия по сравнению с цитоплазмой. «Это был важный вывод, потому что взаимодействия в мембране играют важную роль в принятии решения о начале апоптоза», - говорит Гарсия-Саес. «Но эту среду технически гораздо труднее исследовать, чем цитоплазму».
Поскольку исследователи могли сравнивать белки в обеих средах, они смогли согласовать и включить более ранние результаты, которые, как оказалось, дали противоречивые результаты. «Белки Bcl-2 регулируют апоптоз, который, в свою очередь, тесно связан с такими заболеваниями, как рак. Лучшее понимание функций этих белков имеет решающее значение для достижения хорошей отправной точки для разработки новых лекарств», - говорят исследователи.