Смертельные болезни получили слабую точку: открытие века

С помощью новейших технологий микроскопии учёным удалось впервые рассмотреть две ключевые белковые структуры, играющие важную роль в организме человека.

Это открытие, сделанное в Центре передовой структурной биологии Университета Цинциннати, может стать основой для создания более эффективных методов лечения различных заболеваний. Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале PNAS.

Работа, проведённая в лаборатории Калифорнийского университета, стала первой публикацией этого научного коллектива. Руководителем исследования выступил известный специалист в области молекулярной биологии, а авторами — молодые учёные, работающие в той же лаборатории.

Исследователи смогли детально изучить физическую структуру двух белковых комплексов, проанализировав, как они взаимодействуют друг с другом, как изменяются их функции и как эти процессы влияют на передачу сигналов, связанных с воспалением.

Один из участников исследования отметил, что возможность визуализировать эти структуры позволяет лучше понять принципы их работы. В частности, команда сосредоточилась на изучении фермента ADAM17 и его взаимодействия с белком-регулятором iRhom2. С помощью передовой технологии криогенной электронной микроскопии учёные выявили ключевые особенности, необходимые для активности этого фермента, а также определили важные механизмы внутри комплекса, которые влияют на обработку белковых субстратов.

Известно, что фермент ADAM17 присутствует во всех клетках организма и играет важную роль в развитии иммунной системы и регуляции воспалительных процессов. Однако его нарушения связаны с такими серьёзными заболеваниями, как рак, ревматоидный артрит и даже Covid-19.

Исследователи подчеркнули, что при некоторых заболеваниях, таких как рак или артрит, наблюдается избыточная активность сигналов, связанных с ADAM17, но существующие методы лечения часто вызывают серьёзные побочные эффекты, которые могут быть хуже самой болезни.

Команда отметила, что их работа направлена на поиск более точных терапевтических подходов, в частности, через воздействие на белок iRhom2. Учёные обнаружили внутриклеточные структуры, которые передают информацию из внутренней части клетки наружу, назвав их "петлёй повторного входа". Эти элементы играют ключевую роль в работе ADAM17 вне клетки, и до сих пор они оставались малоизученными.

Руководитель исследования выразил мнение, что их открытие может заложить основу для разработки новых методов лечения заболеваний, связанных с нарушениями работы ADAM17, и предложить инновационные стратегии для борьбы с серьёзными состояниями здоровья.

Важным фактором успеха стало использование возможностей нового исследовательского центра, открытого в 2022 году. Учёные выразили благодарность университету за предоставление доступа к передовым технологиям, без которых эта работа была бы невозможна.

В частности, они использовали просвечивающий электронный микроскоп, который идеально подходит для изучения сложных белковых структур методом криоэлектронной микроскопии. Один из участников исследования подчеркнул, что наличие такого оборудования на территории кампуса значительно ускоряет научный прогресс и открывает новые горизонты в изучении клеточной биологии.

Для обработки данных команда задействовала вычислительные ресурсы университета, что позволило создать трёхмерные модели изучаемых белковых комплексов. В дальнейшем исследователи планируют углубить изучение белка iRhom2, который, по их мнению, недостаточно исследован. Один из молодых учёных отметил, что их цель — добиться более точного контроля над этим белком, что в перспективе может помочь в управлении различными заболеваниями.

Уточнения

Университет Цинциннати Цинциннатский университет — публичный (государственный) научно-исследовательский университет, расположенный в городе Цинциннати в штате Огайо, США.