Ядро - это кладезь биологической информации, благодаря которой клетка - а, следовательно, и живые организмы - работает. Но многие процессы внутри ядра остаются загадкой для ученых.
Исследовательская группа Университета штата Флорида раскрыла одну из таких загадок - как белок, встроенный во внутреннюю ядерную мембрану, выводится из организма после того, как выполнил свою задачу. Понимание этого процесса может иметь значение для целого класса заболеваний человека, включая мышечную дистрофию.
Работу руководил аспирант бывшего СССР Бэйли Кох, работающий в лаборатории доцента биологических наук Хун-Го Юй.
«Это исследование похоже на головоломку», - сказал Кох, который также работал на Ю в студенческие годы. «Это исследование - небольшая часть, но это часть, которую мы и другие можем развивать в будущем».
Кох и Ю исследовали накопление белков вокруг ядерной мембраны. Эти белки жизненно важны для ряда биологических функций, но исследователи искали ключи к разгадке того, как старые белки удаляются после того, как они перестают функционировать.
Ответ опубликован в Journal of Cell Biology. Кох и Ю обнаружили, что тип фермента, который обычно регулирует ход клеточного цикла, отвечает за расщепление белка Mps3, интегрального белка внутренней ядерной мембраны, который является важным компонентом, связывающим нуклеоскелет с цитоскелетом.
Кох, представивший исследование на встрече Американского общества клеточной биологии/Европейской организации молекулярной биологии в 2018 году, сравнивает клетку с парком, где ядро является бассейном, а люди служат белками. По ее словам, когда вокруг бассейна толпится слишком много людей, родителям трудно увидеть своих детей, поэтому должен быть способ убрать неродителей со стороны бассейна.
Фермент - это спасатель, который выводит белки.
Ю и Кох впервые пролили свет на этот путь обмена белка. Они провели свои эксперименты на дрожжах, хорошем модельном организме, который часто имитирует клеточные процессы человека, и провели сложный генетический и биохимический анализ своих образцов.
Белок, который изучали исследователи, необходим для клеточных процессов, таких как прогрессия клеточного цикла, а также играет роль в классе заболеваний, включая мышечную дистрофию и синдром преждевременного старения, называемый прогерией. Получение лучшего понимания того, как регулируется белок, может открыть двери для дальнейшего понимания того, как работают эти заболевания.
«Многие заболевания, связанные с ядерной мембраной, вызваны проблемами с белками», - сказал Юй. «Вот почему так много внимания уделяется тому, как они работают».
Доцент кафедры биомедицинских наук Роберт Томко внес свой вклад в это исследование. Эта работа финансируется Национальным институтом здравоохранения.