Социальные сети стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Мы постоянно используем их для просмотра последних новостей и обмена заранее выбранной информацией. Клетки нашего тела делают то же самое. Информация предварительно отбирается и передается иммунной системе для борьбы с нежелательными захватчиками, такими как вирусы, бактерии, паразиты или рак. Этот предварительный отбор происходит с помощью очень сложной молекулярной машины. Биохимики Франкфуртского университета Гёте и Института биофизики Макса Планка в сотрудничестве с исследователями из Университета Мартина Лютера Галле-Виттенберг раскрыли внутреннюю работу этой сложной молекулярной машины.
Обновления состояния каждой клетки передаются изнутри клетки иммунной системе в виде небольших белковых фрагментов. Эти фрагменты представлены на клеточной поверхности специфическими белками, известными как молекулы MHC-I. Таким образом, раковые или инфицированные клетки могут быть быстро идентифицированы и удалены. Однако вирусы и опухоли также могут обмануть иммунную систему и тем самым избежать иммунного надзора. Кроме того, двусмысленные сообщения могут привести к аутоиммунным заболеваниям или хроническим воспалениям.
Вот почему особенно важно понять, как этот очень сложный молекулярный механизм внутри клетки выбирает соответствующие белковые фрагменты и координирует загрузку молекул MHC-I. В текущем выпуске журнала Nature исследователи из Франкфурта и Галле впервые рассказали о молекулярной архитектуре и внутренней работе того, что называется комплексом загрузки пептидов MHC-I..
«Нам пришлось сделать все возможное, чтобы подготовить этот чрезвычайно хрупкий комплекс к структурным анализам», - объясняет доктор. Саймон Трович из Института биохимии Университета Гёте во Франкфурте. «Прежде всего, мы расширили наш набор биохимических инструментов и разработали вирусную молекулярную приманку, которая позволила нам изолировать нативный комплекс, загружающий пептид MHC-I, из эндоплазматического ретикулума».
Благодаря новаторским достижениям в области криоэлектронной микроскопии, за которые недавно была присуждена Нобелевская премия, мы смогли внимательно изучить комплекс загрузки пептидов MHC-I, который примерно в сто тысяч раз меньше, чем булавочная головка - и определить ее молекулярную структуру», - сообщает доктор Арне Мёллер из Института биофизики Макса Планка.
Теперь ученые могут понять, как клетке удается генерировать информацию, важную для иммунной системы. Его структура показывает, как транспортные белки в мембране, фолдинговые ферменты и молекулы MHC-I работают вместе именно в рамках высокодинамического комплекса.
Наше исследование показывает, как пептидный комплекс MHC-I отфильтровывает только те фрагменты информации, которые действительно необходимы эффекторным клеткам иммунной системы. Эти открытия решили загадку, стоявшую десятилетиями, и теперь позволяют нам с большей точностью описать процесс отбора антигена. Эти знания помогут в дальнейшем совершенствовании иммунотерапии», - заключает профессор Роберт Тампе из Института биохимии.