Этот прогресс, опубликованный в Cell Reports, также позволил команде собрать первые сведения о том, как функционирует этот плохо изученный белок. Исследование проводилось на плодовых мушках, но имеет значение и для других животных, поскольку многие организмы, включая человека, также имеют часть белка Oskar.Белок Oskar, названный в честь главного героя романа Гюнтера Грасса «Жестяной барабан», который предпочел никогда не расти, необходим для развития.
Эмбрионы, которые развиваются из яиц плодовой мухи, в которых отсутствует нормальное количество белка Oskar, не могут образовывать половые клетки — клетки, которые позволяют размножаться, — поэтому полученные мухи стерильны. Полное отсутствие белка Oskar также препятствует нормальному формированию брюшной полости эмбриона, что замедляет его рост, поэтому он умирает.
В здоровом яйце Оскар инициирует образование так называемой зародышевой плазмы — скопление белков и РНК в цитоплазме, которое затем переходит в новую зародышевую клетку. Зародышевая плазма обычно формируется в определенном месте внутри яйца, но если Оскара искусственно переместить в другое место, зародышевая плазма сформируется в новом месте.Соавтор статьи Энн Эфрусси сказала: «Хотя мы уже некоторое время знаем о генетической роли Оскара в развитии, мы не знаем механизма, с помощью которого это происходит. Определение структуры позволило нам начать видеть, как различные части белка функционируют на молекулярном уровне, что может помочь нам лучше понять эту стадию развития у широкого круга организмов ».
Используя рентгеновскую кристаллографию, проведенную в сотрудничестве с лабораторией Кристофа Мюллера, команда смогла впервые определить структуру двух доменов Оскара, названных OSK и LOTUS. Домен OSK встречается у некоторых насекомых, в том числе у плодовой мухи и комара. Домен LOTUS более широко распространен, он встречается у бактерий, растений и животных, включая мышей и людей.
Используя эксперименты с яйцами плодовых мушек, команда увидела, что Oskar связывается с РНК внутри клетки, а именно с тремя РНК, происходящими из генов, которые, как известно, важны для развития зародышевой линии. Но когда они посмотрели более подробно, они обнаружили, что с РНК связывается только домен OSK.
Домен LOTUS, который, как они ожидали, должен связываться с РНК, на самом деле этого не сделал. Вместо этого команда обнаружила, что LOTUS связывается с ферментом под названием Vasa хеликаза, который также является одним из основных исходных ингредиентов зародышевой плазмы.
«Vasa, как и LOTUS, широко встречается у других организмов, включая животных, поэтому может быть, что это взаимодействие не специфично для плодовой мухи, но также имеет место в других клетках зародышевой линии», — говорит со-исследователь Мэнди Джеске. «Еще многое предстоит узнать о том, как функционирует белок Oskar — например, мы еще не знаем, связывается ли LOTUS только с Vasa или он также контролирует активность Vasa. Эта работа открыла множество интересных новых возможностей для исследований. "