Внутри клеток белковые «двигатели» действуют как грузовики на крошечных клеточных магистралях, доставляя необходимые для жизни грузы.
Теперь группа исследователей из Университета Рутгерса в Нью-Брансуике обнаружила, как клетки используют ферменты, чтобы размещать контрольные знаки и знаки «проезжая часть в процессе строительства» вдоль сотовых магистралей.
"Чтобы оставаться в живых и функционировать, каждая клетка нашего тела должна доставлять грузы туда, где они нужны внутри клетки, в нужном количестве и в нужное время", - сказал Роберт О'Хаган, руководитель автор нового исследования и доцент-исследователь Института генетики человека в Нью-Джерси и факультета генетики Университета Рутгерса в Нью-Брансуике.«Поэтому должна быть большая организация в том, как регулируется транспорт внутри клетки, и теперь мы знаем намного больше о том, как это происходит».
Исследование, опубликованное сегодня в журнале Current Biology, имеет значение для будущих методов лечения травм спинного мозга и нервов, а также нейродегенеративных заболеваний. Среди соавторов Малан Сильва, получивший докторскую степень в Рутгерском университете; Винни Чжан, Себастьян Беллотти и Ясмин Рамадан, получившие степень бакалавра в Рутгерском университете; и профессор Морин М. Барр, возглавляющая лабораторию Барра в Институте генетики человека в Нью-Джерси и кафедру генетики в Школе искусств и наук.
Магистрали внутри клеток называются микротрубочками, а белки, называемые кинезинами и динеинами, действуют как двигатели и, по сути, являются грузовыми автомобилями в клетках, сказал О'Хаган. Моторные белки перемещают грузы по магистралям микротрубочек, но центральным вопросом клеточной биологии является то, как организован внутриклеточный транспорт и системы магистралей. Вопросы включают в себя то, как моторные белки узнают, куда двигаться и как быстро они должны двигаться.
Команда под руководством Рутгерса изучала C. elegans, микроскопическую аскариду, и изучала микротрубочки в ресничках - волосовидных органеллах, которые выступают из клеток и выполняют сенсорные задачи. Ученые обнаружили, что TTLL-11 представляет собой фермент, который размещает дорожные знаки, состоящие из глутамата аминокислоты, на магистралях микротрубочек, чтобы регулировать скорость грузовых автомобилей с белком. По словам О'Хагана, CCPP-1 - это фермент, который уничтожает эти глутаматные дорожные знаки, когда их слишком много.
"Работая вместе, они, похоже, регулируют скорость моторов, которые перемещают грузы по микротрубчатым магистралям", - сказал он.
Ученые также обнаружили, что глутаматы также могут выступать в качестве признака «строительства дороги», изменяя структуру автомагистралей, сказал он.
Интересно, что эти ферменты участвуют в дегенерации клеток, которые имеют решающее значение для зрения, а также в нейронах, сказал О'Хаган. Исследование предполагает, что будущие методы лечения, нацеленные на эти ферменты, могут противостоять нейродегенеративным заболеваниям или повреждениям нервов, включая травмы спинного мозга, сказал он.
Из исследований, проведенных в нашей и других лабораториях, вырисовывается картина, согласно которой нейроны, чтобы регенерировать после травмы или выжить в мозге, должны иметь возможность реорганизовать свои микротрубчатые магистрали и свои грузовые тележки, чтобы возить нужные грузы, чтобы восстановить или поддерживать камеру», - сказал он.
«Еще многое предстоит открыть», - добавил он. «Наш следующий шаг - посмотреть, как это работает в спинном мозге млекопитающих, поэтому мы начали исследования нейронов спинного мозга крыс».