Ученые выявили новую форму актинов, жизненно важных белков ядра клетки

Исследование инактивированной формы белка актина, которое помогает понять фундаментальные процессы жизнедеятельности клеток, а также разобраться в механизмах функционирования ядра живой клетки, провела команда ученых из Московского физико-технического института (МФТИ), Института цитологии РАН, Объединенного института ядерных исследований и Университета Южной Флориды (США), 23 января сообщает журнал МФТИ «За науку».

Нормальное функционирование ядра клетки — ее органеллы, в которой сосредоточен наследственный аппарат — определяет жизнь и правильное развитие клеток, органов и всего организма в целом. Но малейший сбой в его работе ведет к заболеваниям.

Поэтому ученые стремятся досконально изучить механизмы функционирования всех ядерных компонентов, что даст надежду на то, что в будущем удастся понять причины многих тяжелых заболеваний и, возможно, предотвратить их, в том числе создать новые методы терапии возрастных заболеваний.

Один из авторов научной работы, научный сотрудник Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ Юрий Рижиков рассказал о предмете исследования:

«Актин — один из наиболее распространенных белков. Он может существовать как в глобулярной форме (G-актин), так и в фибриллярной (F-актин), возникающей, когда молекулы G-актина, соединяясь друг с другом, образуют длинную цепь, похожую на бусы. Больше всего F-актина в мышечных клетках. Во многом благодаря актину происходит сокращение и растяжение мышц, что является главным механизмом работы внутренних органов и движения тела. Кроме того, F-актин содержится в цитоплазме каждой клетки организма, участвуя во многих жизненно важных процессах, в частности, он составляет основу цитоскелета — каркаса клеток, играет значимую роль при клеточном делении, клеточной подвижности и других процессах».

Ученый пояснил, что долгое время существование ядерного актина было под вопросом, но новые методы исследования помогли доказать, что он играет главную роль при формировании хроматина, геномного и эпигенетического ландшафта, регуляции транскрипции и репарации ДНК.

Ядерный актин имеет решающее значение также для становления типа клетки и дифференцирования тканей и органов во время их развития, а нарушения в архитектуре ядра, хроматина и генома могут спровоцировать развитие многих заболеваний, в том числе онкологических.

В ядре актин находится в глобулярной (от лат. «глобула» — шарик) G-форме и полимерной форме, о которой пока мало известно, кроме того, что она всегда присутствует в ядре, а при стрессах и заболеваниях ее количество существенно увеличивается. Однако про ее структуру пока известно только то, что эта форма не является фибриллярной (от лат. «фибрилла» — волоконце).

«При прогревании до 50–60 °С или длительном хранении при 4 °С „в пробирке“ глобула G-актина частично разрушается, а образовавшиеся структуры полимеризуются, однако совсем не так, как G-актин, и свойства образовавшегося полимера существенно отличаются от F-актина. Полученный в ходе нашей научной работы так называемый „инактивированный актин“ может стать модельной субстанцией для изучения свойств ядерного актина», — рассказали ученые.

Результаты своего исследования они представили в статье «Малоугловое рентгеновское рассеяние позволяет получить структурное представление об альтернативном пути олигомеризации актина, связанном с инактивированным состоянием», опубликованной в журнале Biochemical and Biophysical Research Communications.

Ученые надеются, что дальнейшие исследования «инактивированного актина» помогут понять механизм возникновения и структуру полимерной формы ядерного актина, и это продвинет науку в понимании процессов, протекающих в живой клетке.