Nowy mechanizm obejmujący białko bazgrołów pomaga w utrzymaniu polarności komórek

Według badania Northwestern Medicine opublikowanego w: Czasopismo Chemii Biologicznej.

Według dr Siergieja Troyanovsky’ego, profesora dermatologii w dziedzinie biologii i wzrostu komórki oraz starszego autora badania, ten nowy mechanizm podkreśla skomplikowaną sieć systemów, które utrzymują komórki we właściwym kierunku.

„To jest architektura komórki, podobnie jak poszczególne budynki łączą się, tworząc całe miasto” – powiedział Troyanovsky.

Polaryzacja komórki dyktuje kierunek wszystkim komórkom, zapewniając strukturę podobną do macierzy, która tworzy wszystkie tkanki w ciele. Według Troyanovsky’ego biegunowość wierzchołkowa i podstawna definiuje „w górę” i „w dół”.

Komórki muszą wiedzieć, po której stronie znajduje się głowa, a po której stronie nogi, aby były prawidłowo zorientowane w tkance. „

Sergey Troyanovsky, MD, profesor dermatologii, biologii komórki i wzrostu, Northwestern Medicine

Ta polarność jest utrzymywana przez specyficzne białka, które znajdują się na wierzchołkowej (górnej) lub podstawnej/bocznej (dolnej) błonie komórkowej i przesyłają sygnał do siebie nawzajem lub do połączeń komórka-komórka. Nie wiadomo jednak dokładnie, jak te białka są zorganizowane i komunikują się ze sobą.

W bieżącym badaniu naukowcy zbadali białko Scribble, dobrze znane białko zaangażowane w rozwój bocznej błony plazmatycznej. Jak powiedział Troyanovsky, około jedna trzecia tego białka wystarcza do utrzymania prawidłowej polaryzacji komórek, ale mechanizm tej aktywności jest niejasny.

Poszukując tego mechanizmu, naukowcy zmierzyli zakres interakcji między komórkami i błoną komórkową obecnych w funkcjonalnym Scribble i jego mutancie, który nie jest w stanie utrzymać polaryzacji. Według badań różnica w interakcjach między tymi dwoma białkami to tylko pięć interakcji białkowych. Jednym z takich białek jest dobrze znana fosfataza białkowa 1 (PP1).

Przekroje komórek wyrażających funkcjonalne i niefunkcjonalne mutanty Scribble. Należy zauważyć, że mutant funkcjonalny jest zlokalizowany wyłącznie w błonie bocznej komórek, podczas gdy mutant niefunkcjonalny jest zlokalizowany w całej błonie.

W Scribble te pięć białek wykorzystuje ten sam interfejs wiążący – te same aminokwasy – więc Scribble nie może wchodzić w interakcje ze wszystkimi interaktorami naraz.

Ona wybiera tylko jedną, powiedział Troyanovsky.

Wzajemna wyjątkowość tych interakcji sprawia, że ​​scrabble działa jak klucz, zwłaszcza w wersji PP1. Jako ważny enzym do aktywacji proteolitycznej, PP1 związany z Scribble jest utrzymywany w stanie nieaktywnym. Jednakże, gdy którekolwiek z pozostałych czterech pozostałych białek (o których również wiadomo, że regulują polarność) zwiąże się z Scribble, aktywny PP1 jest uwalniany do określonych miejsc na błonie komórkowej, aby aktywować defosforylację określonych celów.

Fosforylacja jest ważnym regulatorem funkcji białek, więc Troyanovsky i jego współpracownicy badają teraz dalszy wpływ PP1, jak powiedział, pod kątem jego znaczenia w polaryzacji komórki.

Dr Brian Mitchell, profesor nadzwyczajny biologii komórkowej i rozwojowej oraz członek Robert H. Laurie Comprehensive Cancer Center na Northwestern University był współautorem badania.

Praca była wspierana przez granty z National Institutes of Health (AR44016, AR057992 i GM0113922).