Зачем белок клеточного скелета нужен в клеточном ядре

Долгое время актин считался сугубо цитоплазматическим белком, который должен поддерживать клетку, образуя полимерные цитоскелетные нити. И когда его вдруг обнаружили в ядре, где никаких цитоскелетных нитей не было и в помине, учёные немало озадачились. И несколько десятилетий прошло в попытках узнать, что актин делает внутри ядра.

Исследователям из Онкологического центра им. Андерсона при Техасском университете (США) удалось, похоже, разгадать загадку ядерного актина. В 2000 году сотрудники лаборатории Сюэтуна Шэня обнаружили актин среди белков, управляющих состоянием хроматина, то есть степенью упаковки ДНК. Эти белки складывались в комплекс INO80, однако понять, что в нём делает актин, учёным удалось только сейчас.

Хотя одиночные молекулы актина выполняют не менее важные функции, чем его полимерная форма, в виде цитоскелетных нитей в цитоплазме он выглядит гораздо эффектнее. (Фото SeattleChildrens.)

Эксперименты проводились на дрожжах, так как у них в геноме есть только один ген актина. Оттого следить за ним в дрожжах не в пример проще, чем в клетках млекопитающих, у которых целых шесть форм этого белка, кодируемых разными генами. В статье, опубликованной в Nature Structural & Molecular Biology, авторы пишут, что актин необходим для работы всего комплекса INO80 — без него эта хроматин-ремоделирующая машина отключалась. Ключевой же вопрос был в том, в каком именно виде актин выполняет свои ядерные функции, в полимерном или мономерном.

В цитоплазме он нужен почти исключительно в виде полимера: любое движение клетки опирается на удлиняющиеся и укорачивающиеся актиновые филаменты. Поэтому и считалось, что абсолютно любая функция этого белка зависит от его способности полимеризоваться. В ядре же оказалось всё наоборот: чтобы комплекс INO80 работал, ядерный актин ни в коем разе не должен образовывать полимерные нити.

И сам актин, и другие белки из комплекса INO80 довольно консервативны в эволюции, вплоть до человека. Так что с большой долей уверенности можно сказать, что и в ядрах человеческих клеток актин работает примерно так же и на тех же условиях, что и в ядрах дрожжей. Хроматин-ремоделирующие комплексы влияют на активность генов: если INO80 разархивирует какую-то область ДНК, то следом включатся находящиеся в ней гены. И наоборот: если комплекс заставит гистоны плотнее связать ДНК, то и гены в ней будут неактивны. От превращения хроматина в клетке зависит очень многое — например, нужно ли ей делиться. Возможно, через актин получится выключать бесконтрольное деление раковых клеток, просто упаковывая плотнее соответствующие «взбесившиеся» гены.

Подготовлено по материалам Онкологического центра им. Андерсона при Техасском университете.

Каждый день слушайте итоговый подкаст Свободного Радио «Компьюлента»!

blog comments powered by Disqus