Этот процесс хорошо изучен для большинства белков, действующих внутри клетки, но остается загадкой для белков вне клетки. Тем не менее, большая часть здоровья и болезней человека зависит от белков, работающих вне клеток, от заживления ран до образования костей.
Исследователи из Калифорнийского университета в Медицинской школе Сан-Диего сделали удивительно простое открытие: фосфорилирование более 100 секретируемых белков — это работа одного фермента под названием Fam20C. Находка опубликована 18 июня в Cell.«Это исследование открывает совершенно новую область открытий для многих аспектов клеточной биологии и биомедицинских исследований — например, как метастазируют раковые клетки — и предоставляет множество новых терапевтических целей», — сказал старший автор Джек Диксон, доктор философии, профессор Калифорнийского университета.
Медицинская школа Сан-Диего и заместитель вице-канцлера по научным вопросам.Например, новорожденные, унаследовавшие мутацию фермента Fam20C, страдают редким заболеванием, известным как синдром Рейна.
Отсутствие полностью функционального Fam20C приводит к деформации костей, и это состояние обычно приводит к летальному исходу при рождении. На противоположном конце спектра известно, что многие типы рака чрезмерно продуцируют Fam20C.Для дальнейшего изучения роли Fam20C в здоровье и болезнях человека команда Диксона использовала популярный новый метод редактирования генов, известный как CRISPR / Cas9, для удаления гена Fam20C из клеток рака печени, груди и костей, выращенных в лаборатории. Затем они собрали жидкость, в которой были выращены эти раковые клетки с дефицитом Fam20C и необработанные раковые клетки, и проанализировали белки, содержащиеся в каждом образце.
К своему удивлению, исследователи обнаружили, что Fam20C действует не только на белки, участвующие в минерализации костей. Напротив, для каждого типа клеток 90 процентов секретируемых белков фосфорилируются Fam20C — всего более 100 различных белков.Команда Диксона также изучила способность клеток рака груди мигрировать и вторгаться в окружающие ткани, как с Fam20C, так и без них. В серии лабораторных тестов они обнаружили, что клетки, в которых отсутствует фермент, сильно подавлены в своей способности двигаться.
Это означает, что в реальном случае рака груди Fam20C может способствовать метастазированию опухолей.«Почти 60 лет исследований фосфорилирования белков выявили многие важные функции фосфорилирования белков внутри клетки, поэтому нет оснований полагать, что эти механизмы будут отличаться для фосфорилирования белков вне клетки», — сказала Сандра Вили, доктор философии, исследование персонала. сотрудник лаборатории Диксона и соавтор исследования. «Сейчас мы исследуем биологическую функцию и важность каждого белка, фосфорилируемого Fam20C».