Последнее исследование, проведенное учеными пяти исследовательских центров, среди которых факультет биофизики Университета Страны Басков (Universidad del Pais Vasco), дает в руки ученых новые ключи к пониманию процесса запрограммированной смерти клетки – апоптоза. Работа опубликована в последнем номере журнала Cell.

В результате реализации процесса, известного как «запрограммированная клеточная смерть», или апоптоз в нашем организме ежедневно элиминируется более 100 миллионов дефектных клеток. Это крайне сложный процесс, и любой возникающий в нем дисбаланс вызывает серьезные заболевания, самое известное из которых – рак. За последние два десятилетия стало возможным идентифицировать различные компоненты клетки, вовлеченные в апоптоз. Тем не менее, остается еще много нерешенных вопросов о функционировании ключевых элементов этой великой тайны клетки.

Исследование показало, что три важные компонента процесса апоптоза – белки BAX, DRP-1 и кардиолипин – объединяют свои действия, чтобы создать большое отверстие в наружной мембране митохондрий, что оказывается для клетки смертельным.

Но, вероятно, самым интересным в исследовании является то, что ученые смогли расшифровать используемый для коммуникации белками BAX и DRP-1 новый «язык»: эти два белка взаимодействуют друг с другом не физически, как происходит обычно, а с помощью мембранных липидов.

Говоря более конкретно, один из белков (DRP-1) деформирует липидный бислой мембраны, и получающаяся в результате структура, по-видимому, позволяет активировать второй белок (BAX)», – объясняет Горка Базаньез (Gorka Basañez) из Университета Страны Басков, один из авторов исследования.

Эти открытия помогут найти новые пути к рациональной разработке противоопухолевых фармацевтических препаратов, в частности, ориентированных на данные компоненты механизма апоптоза клетки.

В исследовании, руководителем которого является профессор кафедры биологии клетки Женевского университета (University of Geneva) (Швейцария) Жан-Клод Мартину (Jean-Claude Martinou), принимали участие ученые Университета Зальцбурга (Австрия), Университета Ганновера (Германия) и Университета Флориды (США).

Рис. 1. При реализации процесса апоптоза для пермеабилизации наружной мембраны митохондрий и для последующего высвобождения цитохрома С большое значение имеет олигомеризация белка Bax, возникающая в ответ на многочисленные стимулы апоптоза. Эти события сопровождаются митохондриальным делением, которое, по-видимому, требует присутствия белка Drp1, большой ГТФазы из суперсемейства динаминов. Потеря Drp1 приводит к уменьшению выделения цитохрома С с помощью плохо понимаемого механизма. Ученые показали, что Drp1 стимулирует олигомеризацию белка Bax, индуцированную tBid, и выделение цитохрома С, содействуя связыванию митохондрий и слиянию наружных слоев их мембран in vitro. Эта функция Drp1 зависит не от его ГТФазной активности, а от аргинина 247 и присутствия в мембранах кардиолипина. Гиперэкспрессия в клетках белка Drp1 R247A/E задерживает олигомеризацию белка Bax и смерть клетки. Открытие раскрывают функцию Drp1 и помогают понять механизм олигомеризации Bax. (Иллюстрация: сайт cell.com), представлена на сайте Basque Research.

Первоисточник: Basque Research

По материалам: