Ученые Института цитологии РАН (ИНЦ РАН) впервые определили структуру и геометрические параметры "коротких олигомеров" актина — структуры актина, которая накапливается в клетках в стрессовых условиях и при нейродегенеративных заболеваниях. Исследование поможет в понимании причин дегенеративных нарушений нервной системы, сообщили ТАСС в пресс-службе учреждения.
"Определение структуры "коротких олигомеров" актина, а также структур образующих их субъединиц и факторов, приводящих к образованию этих соединений, может прояснить причины инициации нейродегенеративных заболеваний, что чрезвычайно важно как для ранней диагностики, так и для терапии этих заболеваний", — привели в пресс-службе слова главного научного сотрудника Лаборатории структурной динамики, стабильности и фолдинга белков ИНЦ РАН Ирины Кузнецовой.
Уточняется, что актин — один из самых распространенных белков в клетках эукариот — растений, грибов, простейших и животных, включая человека. Он существует в мономерной форме (G-актин) и полимерной форме (F-актин). F-актин играет значительную роль в работе мышечной ткани и является одним из основных белков цитоскелета немышечных клеток, G-актин — это мономерная форма F-актина в цитоплазме клетки, он также участвует в важнейших ядерных процессах, в частности, необходим для функционирования ДНК.
По данным пресс-службы, помимо этих двух форм существует еще одно состояние актина, которое получило название "инактивированного актина" (I-актин). Изучение его структуры представляет интерес, потому что в стрессовых условиях и при различных нейродегенеративных заболеваниях происходит накопление "коротких олигомеров" актина, отличающихся от полимерного F-актина. Они могут быть объектом терапии таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера и Хантингтона. Однако, ни механизмы образования персистентных "коротких олигомеров" актина, ни их структура до сих пор не были изучены.
"В нашем исследовании мы предположили, что основой "коротких олигомеров" ядерного актина может быть I-актин. В ходе проверки гипотезы мы впервые предложили многоступенчатую модель их образования, а также впервые установили размер, форму и принцип сборки коротких олигомеров актина", — пояснила Кузнецова.
Работа ученых
Как рассказали в пресс-службе, метод SEC-SAXS, позволяющий определять форму, размер и агрегатное состояние биомолекул в растворе, а также электронная микроскопия показали, что "короткие олигомеры" представляют собой I-актин, который имеет форму плоских дискообразных олигомерных "бусинок" с радиусом около 8-9 нанометров. Исследование показало, что "бусинки" могут собираться в вытянутые частицы, которые выглядят как неразветвленные цепочки типа "бусинок на ниточке", напоминающие структуру F-актина, но гораздо толще и короче.
В учреждении отметили, что исследования выполнены совместно с сотрудниками НИЦ молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний Московского физико-технического института (МФТИ) при поддержке гранта Российского научного фонда.