Белок-морячок: На двух ногах
В основе «молекулярного мотора», созданного учеными из группы профессора Сэмары Рек-Петерсон (Samara Reck-Peterson), лежит двигательный белок динеин, имеющийся в наших собственных клетках. Расходуя энергию АТФ, он, как автопогрузчик, перемещается по трубочкам цитоскелета и перемещает небольшие органеллы — митохондрии, везикулы и проч. — в нужный сектор клетки. Шагает динеин примерно так.
При всей забавности движений динеина работа его критически важна для обеспечения всего клеточного метаболизма. Он обеспечивает движение запасов химических веществ и белков, работающих с ними, перемещает нужные молекулы через оболочку ядра. В крупных клетках — например, нейронах — динеин совершает со своим грузом настоящие долгие путешествия: при его размерах миллиметры, на которые он перемещается, сравнимы с тысячекилометровыми поездками для нас.
Неудивительно, что нарушение работы этих систем в тех или иных клетках приводит к серьезнейшим нарушениям. По некоторым данным, «динеиновые» сбои связаны с такими расстройствами, как болезнь Паркинсона и болезнь Шарко (боковой амиотрофический склероз).
Чтобы лучше разобраться в молекулярных механизмах функционирования динеина, Рек-Петерсон и ее команда провели собственное исследование. Ученые выделили чистый препарат этого белка, «ножки» которого пометили флуоресцентными маркерами. Кроме того, были получены необходимые микротрубочки, по которым, как по палубе, «шагает» динеин. Поместив то и другое под объектив мощного микроскопа, они внимательно наблюдали за перемещением белков вдоль микротрубочек.
Авторы показали, что динеин, в отличие от аналогичных «молекулярных моторов» клетки, обладает замечательной способностью двигаться не только в одном направлении — строго вперед — но и вбок, и даже назад. При этом он может совершать то короткие, то длинные «шаги», и даже «обходить» препятствия, которые встретятся ему. Прочим моторным белкам (в частности, известному кинезину), подобная свобода движений совершенно недоступна.
По пресс-релизу Harvard Medical Schools