Они играют ведущую роль не только в мышечных клетках. Актиновые филаменты являются одним из наиболее распространенных белков во всех клетках млекопитающих. Филигранные структуры составляют важную часть цитоскелета и опорно-двигательного аппарата. Клеточные биологи из Университета Фрайбурга сейчас используют клеточные культуры, чтобы показать, как рецепторные белки в плазматической мембране этих клеток передают сигналы извне на молекулы актина внутри ядра, которые затем образуют нити. В новом исследовании команда под руководством фармаколога профессора Роберта Гросса использует физиологических мессенджеров для управления сборкой и разборкой актиновых филаментов в клеточном ядре и показывает, какие сигнальные молекулы контролируют этот процесс. Результаты их исследования были опубликованы в последнем выпуске Nature Communications.
«Раньше было неизвестно, каким образом гормон или агент побуждает клетку начинать формирование филаментов в интактном ядре клетки», - говорит Гроссе. Еще в 2013 году он обнаружил, что актиновые нити образуются в ядре, когда он подвергал клетки воздействию компонентов сыворотки. В ядре актин обычно встречается в виде одного белка. Он формирует нити только при подаче сигнала. Актиновые филаменты напоминают двойную цепочку бусин и создают возможные опорные точки или пути для структур в ядре клетки. Они дают структуру ДНК - например, определяя, насколько плотно упакованы хромосомы в виде хроматина. Это влияет на удобочитаемость генетического материала. «То, что мы имеем, - это общепринятый механизм, который показывает, как внешние физиологические сигналы могут управлять цитоскелетом в ядре и реорганизовывать геном за очень короткое время», - объясняет Гроссе.
Гросс знаком с сигнальным путем, который достигает ядра, известным как путь рецептора, связанного с G-белком. Агенты, гормоны или передатчики сигналов связывают эти типы рецепторов на клеточной мембране, которая является мишенью для большого количества клинических препаратов. Рецептор инициирует высвобождение кальция в клетке через сигнальный каскад. Затем команда показывает, что внутриклеточный кальций вызывает образование нитей на внутренней мембране клеточного ядра. В исследовании они использовали флуоресцентную микроскопию и методы генной инженерии, чтобы показать, как актиновые филаменты появляются в ядре после того, как физиологические мессенджеры, такие как тромбин и LPA, связываются с рецепторами, связанными с G-белком..
В рамках исследовательского проекта в рамках кластера передового опыта Фрайбургского университета CIBSS - Центра интегративных исследований биологических сигналов Гроссе в настоящее время изучает более точные процессы в клеточном ядре. «Моя команда во Фрайбурге хочет детально выяснить, как формирование филаментов влияет на читаемость генетического материала и какую роль в этом процессе играет внутренняя мембрана клеточного ядра."