Η δομή της πρωτεΐνης αποκαλύπτει πώς τα κύτταρα ρυθμίζουν τους σκελετούς τους

Οι επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας του Σαν Φρανσίσκο (UCSF) έχουν καθορίσει τη δομή μιας βασικής πρωτεΐνης που εμπλέκεται στη ρύθμιση της συναρμολόγησης και της αποσυναρμολόγησης του κυτταρικού σκελετού. Η πρωτεΐνη, που ονομάζεται cofilin, βρίσκεται σε όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα και παίζει κρίσιμο ρόλο σε πολλές κυτταρικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένης της κυτταρικής διαίρεσης, της μετανάστευσης και της προσκόλλησης.

Η νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature, παρέχει σημαντικές γνώσεις για το πώς λειτουργεί η cofilin σε μοριακό επίπεδο. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η cofilin δεσμεύεται σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία σε νήματα ακτίνης, τα οποία είναι τα δομικά στοιχεία του κυτταρικού σκελετού. Αυτή η δέσμευση εμποδίζει τα νήματα ακτίνης να πολυμεριστούν σε μεγαλύτερες δομές, γεγονός που οδηγεί στην αποσυναρμολόγηση του κυτταρικού σκελετού.

"Τα ευρήματά μας παρέχουν μια λεπτομερή κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η cofilin ρυθμίζει τον κυτταρικό σκελετό", δήλωσε ο ηγέτης της μελέτης Dr. David Drubin, καθηγητής βιοχημείας και βιοφυσικής στο UCSF. "Αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέες θεραπείες για ασθένειες που σχετίζονται με ελαττώματα στον κυτταρικό σκελετό".

Ο κυτταρικός σκελετός είναι μια δυναμική δομή που συνεχώς συναρμολογείται και αποσυναρμολογείται. Αυτή η διαδικασία είναι απαραίτητη για πολλές κυτταρικές λειτουργίες, συμπεριλαμβανομένης της κυτταρικής κίνησης, της κυτταρικής διαίρεσης και της προσκόλλησης. Η cofilin είναι μία από τις βασικές πρωτεΐνες που εμπλέκονται στη ρύθμιση της συναρμολόγησης και της αποσυναρμολόγησης του κυτταρικού σκελετού.

Όταν το κύτταρο πρέπει να αποσυναρμολογήσει τον σκελετό του, η cofilin ενεργοποιείται και δεσμεύεται με νημάτια ακτίνης. Αυτή η δέσμευση εμποδίζει τα νήματα ακτίνης να πολυμεριστούν σε μεγαλύτερες δομές, γεγονός που οδηγεί στην αποσυναρμολόγηση του κυτταρικού σκελετού.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ για να προσδιορίσουν τη δομή της cofilin δεσμευμένου σε νημάτια ακτίνης. Αυτό τους επέτρεψε να δουν πώς αλληλεπιδρούν η cofilin με ακτίνη σε μοριακό επίπεδο. Αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέες θεραπείες για ασθένειες που σχετίζονται με ελαττώματα στον κυτταρικό σκελετό.

Για παράδειγμα, η cofilin είναι γνωστό ότι εμπλέκεται στην ανάπτυξη πολλών ασθενειών, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου, της νόσου του Alzheimer και της νόσου του Parkinson. Με την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί η cofilin σε μοριακό επίπεδο, οι επιστήμονες μπορεί να είναι σε θέση να αναπτύξουν νέα φάρμακα που στοχεύουν στην cofilin και να αποτρέψουν την ανάπτυξη αυτών των ασθενειών.

"Τα ευρήματά μας παρέχουν ένα θεμέλιο για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η cofilin ρυθμίζει τον κυτταρικό σκελετό", δήλωσε ο Drubin. "Αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέες θεραπείες για ασθένειες που σχετίζονται με ελαττώματα στον κυτταρικό σκελετό".