Изображения гигантского белка с беспрецедентной детализацией изменят представление ученых о том, как именно клетки копируют свои хромосомы и делятся, и могут выявить участки связывания для будущих противораковых препаратов.Команда из Института исследований рака в Лондоне и Лаборатории молекулярной биологии Совета медицинских исследований в Кембридже подготовила первые подробные изображения комплекса, способствующего анафазе (APC / C).
APC / C выполняет широкий спектр жизненно важных задач, связанных с митозом, процессом, во время которого клетка копирует свои хромосомы и разделяет их на две отдельные клетки. Митоз используется при делении клеток у всех животных и растений.Обнаружение его структуры может в конечном итоге привести к новым методам лечения рака, которые нарушают нормальный процесс деления клеток и создают тысячи копий вредных раковых клеток.В исследовании, которое финансировалось Cancer Research UK, исследователи воссоздали человеческий APC / C и использовали комбинацию электронной микроскопии и программного обеспечения для визуализации, чтобы визуализировать его с разрешением менее одной миллиардной метра.
Разрешение было настолько хорошим, что позволило исследователям увидеть вторичную структуру — набор основных строительных блоков, которые объединяются, чтобы сформировать каждый белок.
Стержни альфа-спирали и складчатые конструкции из бета-листов были четко видны в пределах 20 субъединиц APC / C, определяя общую архитектуру комплекса.Предыдущие исследования, проведенные той же исследовательской группой, показали глобулярную структуру APC / C с гораздо более низким разрешением, но вторичная структура ранее не была нанесена на карту. Новое исследование может идентифицировать сайты связывания для потенциальных противораковых препаратов.Каждая из субъединиц APC / C связывается и сцепляется с другими единицами в разных точках клеточного цикла, что позволяет ей контролировать ряд митотических процессов, включая инициацию репликации ДНК, сегрегацию хромосом вдоль белковых «рельсов», называемых веретенами, и окончательное расщепление одной клетки на две, называемое цитокинезом.
Нарушение каждого из этих процессов может выборочно убить раковые клетки или предотвратить их деление.Доктор Дэвид Барфорд, который руководил исследованием в качестве профессора молекулярной биологии в Институте исследований рака в Лондоне, прежде чем занять новую должность в лаборатории молекулярной биологии Совета медицинских исследований в Кембридже, сказал:«Очень полезно, наконец, связать подробную структуру этого важного белка, который является одновременно одним из самых важных и самых сложных, обнаруженных в природе. Мы надеемся, что наше открытие откроет совершенно новые возможности для исследований, которые улучшат наше понимание процесс митоза и, в конечном итоге, приведет к открытию новых лекарств от рака ».
Профессор Пол Уоркман, временно исполняющий обязанности исполнительного директора Института исследований рака в Лондоне, сказал: «Фантастическое понимание молекулярной структуры, представленное в этом исследовании, является яркой иллюстрацией решающей роли, которую играет фундаментальная клеточная биология в исследованиях рака.«Новое исследование — важный шаг вперед в нашем понимании деления клеток. Когда этот процесс идет наперекосяк, это критическое отличие, которое отделяет раковые клетки от их здоровых собратьев. Понимание того, как именно раковые клетки делятся ненадлежащим образом, имеет решающее значение для открытия инновационного рака лечения для улучшения результатов для онкологических больных ».
Доктор Кэт Арни, менеджер по научной информации в Cancer Research UK, сказала: «Понимание того, как работают фундаментальные молекулярные« гайки и болты »клеток, жизненно важно, если мы хотим добиться прогресса в понимании того, что идет не так в раковых клетках и как с ними бороться. эффективно. Выявление сложных деталей биологических форм — чрезвычайно важный шаг на пути к определению мишеней для будущих противораковых препаратов ".