Учёные из области клеточной и развивающейся биологии, Стивен Адам и Роберт Голдман, опубликовали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences результаты исследования, раскрывающие новые детали формирования филаментов виментина — белка, играющего важную роль в заживлении ран и развитии фиброза.
Виментин — это промежуточный филаментный белок, образующий нити внутри цитоскелета клетки. Он необходим для поддержания формы клетки и её механической устойчивости. Белок также активно участвует в процессах заживления тканей и формировании рубцов, а его аномальная активность связана с фиброзом и метастазированием опухолей.
До последних лет механизм сборки филаментов виментина оставался слабо изученным. Предыдущие работы показали, что виментин обладает уникальной структурой, что, вероятно, объясняет его необычные физические свойства и дал повод для дальнейших исследований специфики его сборки.
Исследование Адама и Голдмана впервые детально описывает три фазы формирования виментина: сначала появляются точечные жидкие капли, затем формируются короткие филаменты, и только после этого выстраивается полноценная сеть. Особое внимание уделялось варианту белка, известному как vimentin-Y117L, который не способен образовывать классические филаменты. Было установлено, что этот вариант собирается в жидкоподобные капли, что позволило проследить ранние этапы формирования филаментной сети.
Эксперименты показали, что виментиновые капли активно взаимодействуют с другим ключевым элементом цитоскелета — актиновыми волокнами. Впервые описан процесс, при котором капли виментина «смачивают» актиновые филаменты, покрывая их и защищая от разрушения даже под действием специальных препаратов, разрушающих актин. Кроме того, такие капли способны перемещаться вдоль актиновых нитей, сливаться друг с другом и удлиняться вдоль актина, что говорит о высокой пластичности и динамике этого процесса.
Полученные данные существенно расширяют представления о механизмах формирования цитоскелета. Новые знания о поведении виментина могут помочь в изучении процессов метастазирования рака и других патологий, связанных с нарушением клеточной архитектуры и подвижности.
Уникальной особенностью виментина оказалось его умение использовать фазовое разделение на всех этапах формирования полимеров. Этот механизм отличает его от большинства других промежуточных филаментов и может быть характерен для всей семьи подобных белков.
В дальнейших исследованиях учёные намерены изучить последовательности аминокислот, отвечающие за каждый этап сборки филамента, а также с помощью криоэлектронной томографии (cryoEM) раскрыть структуру прекурсоров виментина внутри жидких капель. Дополнительно планируется исследовать, как посттрансляционные модификации, в первую очередь фосфорилирование, способны влиять на свойства фазового разделения и структуру собираемых нитей.
Открытия в области формирования виментина открывают новые подходы к пониманию регенерации тканей, контролю фиброза и терапии метастазирующих опухолей.
Изображение носит иллюстративный характер
Виментин — это промежуточный филаментный белок, образующий нити внутри цитоскелета клетки. Он необходим для поддержания формы клетки и её механической устойчивости. Белок также активно участвует в процессах заживления тканей и формировании рубцов, а его аномальная активность связана с фиброзом и метастазированием опухолей.
До последних лет механизм сборки филаментов виментина оставался слабо изученным. Предыдущие работы показали, что виментин обладает уникальной структурой, что, вероятно, объясняет его необычные физические свойства и дал повод для дальнейших исследований специфики его сборки.
Исследование Адама и Голдмана впервые детально описывает три фазы формирования виментина: сначала появляются точечные жидкие капли, затем формируются короткие филаменты, и только после этого выстраивается полноценная сеть. Особое внимание уделялось варианту белка, известному как vimentin-Y117L, который не способен образовывать классические филаменты. Было установлено, что этот вариант собирается в жидкоподобные капли, что позволило проследить ранние этапы формирования филаментной сети.
Эксперименты показали, что виментиновые капли активно взаимодействуют с другим ключевым элементом цитоскелета — актиновыми волокнами. Впервые описан процесс, при котором капли виментина «смачивают» актиновые филаменты, покрывая их и защищая от разрушения даже под действием специальных препаратов, разрушающих актин. Кроме того, такие капли способны перемещаться вдоль актиновых нитей, сливаться друг с другом и удлиняться вдоль актина, что говорит о высокой пластичности и динамике этого процесса.
Полученные данные существенно расширяют представления о механизмах формирования цитоскелета. Новые знания о поведении виментина могут помочь в изучении процессов метастазирования рака и других патологий, связанных с нарушением клеточной архитектуры и подвижности.
Уникальной особенностью виментина оказалось его умение использовать фазовое разделение на всех этапах формирования полимеров. Этот механизм отличает его от большинства других промежуточных филаментов и может быть характерен для всей семьи подобных белков.
В дальнейших исследованиях учёные намерены изучить последовательности аминокислот, отвечающие за каждый этап сборки филамента, а также с помощью криоэлектронной томографии (cryoEM) раскрыть структуру прекурсоров виментина внутри жидких капель. Дополнительно планируется исследовать, как посттрансляционные модификации, в первую очередь фосфорилирование, способны влиять на свойства фазового разделения и структуру собираемых нитей.
Открытия в области формирования виментина открывают новые подходы к пониманию регенерации тканей, контролю фиброза и терапии метастазирующих опухолей.
