Молекулярная инженерия справится с неизлечимыми болезнями
Ученые установили, что мутации миниатюрных биологических моторов могут являться одной из причин возникновения нейромоторных заболеваний.
Биологические внутриклеточные машины
давно изучаются учеными. Так, в клетке находится множество различных молекул-грузов, которые нужно доставить по адресу. Для «длинных перевозок» есть свои моторы, для «коротких» — свои, но в любом случае транспортировка осуществляется
по специальным рельсам-микротрубкам.
Однако работа молекулярных моторов изучена еще недостаточно хорошо. Исследователи из Пеннсильванского медицинского университета решили поподробнее исследовать работу «дальнобойщиков» — молекулярных моторов на основе белков динеина и диактина, сообщает EurekAlert.
Используя специально сконструированный микроскоп, ученые смогли наблюдать, как двигается макромолекула мотора по микротрубке с течением времени. Выяснилось, что протеиновый мотор может двигаться по микротрубке вперед и назад. Ранее научное сообщество было уверено, что динеин-диактиновые биомоторы двигаются только в одном направлении.
Совместная работа двух белков в составе биомотора позволяет перемещать большие грузы внутри клетки на достаточно длинные расстояния — от ядра к периферии клетки.
«Аспекты работы динеин-диактиновых моторов важны для понимания работы клетки в целом, — говорит Эрика Хольцбаур (Erika Holzbaur), профессор физиологии из Пеннсильванского медицинского университета и руководитель группы исследователей. — Мы проверили, как работает мотор на одной микротрубке, но в живой клетке все обстоит сложнее, так как там одновременно расположены несколько десятков сплетенных микротрубок, органеллы и микропузырьки. А моторам надо преодолевать эти препятствия и маневрировать, чтобы донести груз до конечной цели. Вот почему мы считаем, что моторы в клетке двигаются не только вперед, но и назад — это необходимо для внутриклеточных маневров».
В начале текущего года проф. Хольцбаур и ее коллеги уже публиковали результаты своего исследования в журнале The Journal of Cell Biology, которое освещало влияние мутаций, ухудшающих «маневренные» свойства моторов. Как показали исследователи, мутации моторов напрямую связаны с отказом моторных нейронов и, как следствие, к возникновению нейромоторных заболеваний. Такими, как амиотрофический латеральный склероз, известный как болезнь Лоу Герига.
#gallery#
Теперь же ученые узнали, что большинство биологических моторов довольно «гибкие в управлении», поэтому есть шанс исправить мутационные дефекты в биомоторах и, тем самым, предложить эффективную терапию нейромоторных заболеваний.
Также проф. Хольцбаур уверена, что на основе протеиновых моторов можно будет сконструировать ряд наномашин, способных эффективно исправлять их недостатки.
Помимо медицинских применений, работа ученых поможет разобраться в работе природных наномашин и на основе этих знаний попытаться сконструировать искусственные.
