Новые механизмы внутриклеточных процессов

Группа канадских учёных завершила масштабный анализ структурных и пространственных связей между протеинами. Согласно опубликованному в журнале Science отчёту, было проведено около 15 миллионов парных тестов и обнаружено 2270 взаимодействий между 1124 белками. Напомним, что такие взаимодействия определяют “модели поведения” клеток, а значит, и организма в целом – получение их точного описания является одной из основных задач современной микробиологии.

Микробиологам из Монреаля удалось обнаружить значительное число новых связей между протеинами: открытые отмечены синим цветом, а ранее известные – красным. Пунктиром выделены “возникающие” в результате взаимодействия белков внутриклеточные механизмы

Исследование стало возможным благодаря новому методу, разработанному Стивеном Михником (Stephen Michnick) и его коллегами из университета Монреаля (Université de Montréal).

Технология называется “Структурный анализ комплементации фрагментов белка” (Protein-fragment Complementation Assays – PCA). Она обеспечивает наиболее надёжный способ обнаружения цепочек протеин-протеин и их функциональной нагрузки, причём внутри живой клетки.

Учёные уже давно ведут разработку инструментального аппарата для изучения внутриклеточных процессов на молекулярном уровне, и соответствующие эксперименты проводятся не первый год.

Но технология PCA почти на 60% превосходит лучшую из имеющихся на данный момент “систем обнаружения” по своей эффективности (отношение выявленных “рабочих” связей между белками к “пустым”, нефункциональным).

Канадцам удалось описать ранее никем не наблюдавшиеся протеиновые комплексы, в том числе структуры, “ответственные” за деление и размножение клеток, их поляризацию, а также аутофагию – механизм, предположительно контролирующий избавление организма от клеточного “мусора” и мёртвых клеток.

 

В ходе эксперимента были впервые получена карта молекулярных “группировок” с точностью 8 нанометров. Учёные исследовали реакцию белков на так называемые “приманки” — белки с заданными химическими свойствами 

По словам профессора Михника, хотя исследования проводились на пивных дрожжах (saccharomyces cerevisiae), PCA может быть использован и для изучения протеиновых комплексов в более сложных организмах, включая нас с вами.

Он также отмечает, что полученные результаты позволят разработать системный подход в изучении этих фундаментальных для организма взаимодействий и, как следствие, молекулярной основы многих опасных заболеваний.