Миозин в обратном порядке
Перенос различных веществ внутри клетки осуществляется, среди прочего, через два белка актин и миозин, при этом миозин скользит, как грузовой поезд, по нитевидным «рельсам» актина. До сих пор ученые предполагали, что это движение происходит только в одном направлении, однако теперь американские исследователи обнаружили вариант миозина, который движется в обратном направлении относительно актина. Дополнительные вставленные аминокислоты позволяют его «тянущей руке» вращаться в противоположном направлении. Длинные нити белка актина проходят через все клетки организма. Другой белок, называемый миозином, скользит по нему, как товарный поезд по рельсам, и транспортирует различные вещества во все возможные места внутри клетки. В отличие от железнодорожной сети, однако, эта транспортная система оказалась сетью с односторонним движением, точнее, ученые ранее предполагали, что все 15 вариантов миозина движутся по ней только в одном направлении, а именно к положительному концу заряженной молекулы актина. Молекулы актина, ориентированные в противоположном направлении, становятся доступными для «обратного пути».
Но, кажется, есть исключение. Миозин VI также движется назад по своей орбите, обратно к отрицательно заряженному концу молекулы актина, как обнаружили ученые из Медицинского центра Пенсильванского университета (Nature, 30 сентября 1999 г.). Эта форма миозина была впервые описана у плодовых мушек в 1992 году и с тех пор идентифицирована во многих организмах, от червей до человека.
Открытие может объяснить, как транспорт работает в клетках тела, в которых актин, как известно, ориентирован только в одном направлении. К ним относятся, например, волосковые клетки внутреннего уха, которые улавливают и передают акустические сигналы. Мыши, лишенные миозина VI, глухие.
«Во многих отношениях белок миозин, который движется по актиновой нити, похож на уверенного гимнаста, который может ходить на бревне только в одном направлении», - объясняет Х. Ли Суини, руководитель исследовательской группы. «Нам удалось показать, что, как это ни удивительно, одна из форм миозина также ходит по перекладине назад».
Суини и его сотрудники выдвинули гипотезу, что молекула, которая движется назад, может иметь ту же основную структуру, что и другие белки миозина, но с изменениями в движущейся головке миозина, заставляющими ее вращаться в противоположном направлении. Чтобы обнаружить различия, они сравнили последовательности на стыке между основным телом и гибким плечом 15 известных молекул миозина. И вот, в этом месте миозина VI было вставлено 53 дополнительные аминокислоты.
Ученые пометили положительно и отрицательно заряженные концы актиновых филаментов различными флуоресцентными красителями. Используя флуоресцентный микроскоп, они смогли проследить направление, в котором движутся различные белки миозина, когда их «топливо» АТФ доступно.«Мы увидели, что все остальные молекулы миозина двигались в том же направлении, в котором, как считалось ранее, двигались ученые», - говорит Суини. «Миозин VI, с другой стороны, двигался совершенно противоположным образом».
Heidelberger Verlag Spektrum der Wissenschaft является оператором этого портала. Его электронные и печатные журналы, в том числе «Spektrum der Wissenschaft», «Gehirn&Geist» и «Spektrum - Die Woche», сообщают о текущих результатах исследований.