В клетке белки одинаково читают сообщения, чтобы различать, что нужно сохранить, а что выбросить. Но здесь процесс играет гораздо более важную роль. Помеченные для удаления сообщения — это не просто беспорядок, они могут кардинально изменить судьбу клетки. Фактически, стволовые клетки используют именно такой механизм для сохранения своей идентичности.
Итак, как белок обнаруживает разницу между двумя, казалось бы, похожими сообщениями?? Сегодня группа ученых Лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL) во главе с профессором и исследователем Медицинского института Говарда Хьюза Лимором Джошуа-Тором описывает, как белок Dis3l2 использует многочисленные сайты распознавания для захвата сообщений, помеченных как распадающиеся.
Dis3l2 — это молекулярная машина, которая помогает сохранить характер стволовых клеток. Он служит исполнителем элегантного пути, предотвращающего превращение стволовых клеток в клетки других типов.
Белок делает это, действуя как мусоропровод для сообщений в клетке, разрезая их до тех пор, пока они не перестанут кодировать полезную информацию. Но Dis3l2 обязательно очень специфичен. Хотя он должен ухудшать сообщения, которые могут изменить судьбу стволовой клетки, отказ от неправильного сообщения может иметь разрушительные последствия.
Следовательно, Dis3l2 нацелен только на определенные сообщения, которые были помечены молекулярным флагом, известным как цепь «поли-U». Фермент игнорирует большинство сообщений в клетке — тех, которые продолжают кодировать белки и другие важные сообщения, — концы которых украшены цепочкой другого типа, называемой "поли-A" хвостом.
Ученые CSHL задались целью понять, как Dis3l2 может читать и различать эти две цепи. В работе, опубликованной в Nature, они использовали тип молекулярной фотографии, известный как рентгеновская кристаллография, чтобы наблюдать структуру Dis3l2, связанного с поли-U-цепью. «Мы увидели, что фермент очень похож на воронку, довольно широкую вверху и узкую у основания», — говорит Джошуа-Тор. "Цепь из поли-U вставляется в глубину этой воронки, в то время как остальная часть громоздкого сообщения может оставаться в широком рту наверху."
Но как фермент «считывает» поли-U-цепь?? Кристофер Фаенле, доктор философии, и Джек Валлесхаузер, ведущие авторы статьи, обнаружили, что внутренняя часть воронки содержит более дюжины контактов, которые взаимодействуют именно с поли-U-цепочкой. «Вместе все эти точки создают липкую сеть, которая удерживает последовательность поли-U глубоко внутри фермента», — говорит Фаенле. "Но другие цепочки не взаимодействуют — они могут сразу выскользнуть.
Это помогло нам понять, как фермент может различать две последовательности в клетке."
Более того, работа дает представление о том, как стволовая клетка сохраняет свою идентичность. «Неправильная регуляция любого этапа на этом пути приводит к нарушениям развития и раку», — говорит Джошуа-Тор. "Теперь мы гораздо лучше понимаем конечный этап, критическую точку контроля."