Биология

Неверно свернутые белки могут пережидать стресс в ядрышке

MPI

Немецкие молекулярные биологи исследовали процесс сворачивания белка в условиях клеточного стресса. Они обнаружили, что неверно свернутый белок пережидает стресс в жидкоподобной фазе ядрышка. Результаты исследования были опубликованы на страницах Science.

Ядрышко — это темное пятнышко на микрофотографии клеточного ядра. В 1960-х годах было установлено, что структура формируется вокруг участков ДНК, которые кодируют рибосомы — клеточные фабрики синтеза белка. Поэтому пятнышко есть не что иное, как скопление рибосомальных РНК и вспомогательных белков. Известно, что некоторые белки привлекаются в ядрышко только при определенных обстоятельствах: стрессе, повреждении ДНК и митоза. Одним из таких белков стали шапероны.

Шапероны — это класс белков, которые отвечают за восстановление неверно свернувшихся белков. Дело в том, что плохо свернутые белки могут слипаться и вызывать такие нейродегенеративные заболевания, как болезни Альцгеймера, Паркинсона или Хантингтона. В стрессовых условиях (например, при повышенной температуре) количество неправильно свернутых белков повышается. Шапероны же задерживают «нарушителей», разбалтывают их пространственную структуру и заставляют свернуться заново. Цикл повторяется до тех пор, пока белок не примет единственно верную форму.

Команда ученых из Института биохимии им. Макса Планка и Мюнхенского университета исследовала механизмы сворачивания белка. Для этого исследователи наблюдали за флуоресцентным белком люциферазой. Отслеживая флуоресценцию последней, они отмечали процессы сворачивания или формирования агрегатов на случай ошибки.

Результаты показали, что индуцированный нагреванием до 43 °C клеточный стресс приводил к переносу неправильно свернутой люциферазы вместе с шаперонами в ядрышко. В ядрышке нарушенная люцифераза вела себя иначе, чем в остальной клетке. Там неупорядоченные белки входили в фазу жидкоподобного гранулированного компонента ядрышка и связывались с местными белками NPM1. Таким образом клетка предохраняла неправильно сложенный белок от агрегации. Как только стресс снимался, белок извлекался из ядрышка и восстанавливался при поддержке шаперона Hsp70.

Этот защитный механизм не срабатывал, если клеточный стресс длился слишком долго. Длительный стресс приводил к переходу ядрышкового матрикса из жидкоподобной фазы в твердую с утерей способности к восстановлению.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.