Новые роли белков STIP1 и Maspin в обновлении клеток и их структуре

от

Два недавно опубликованных исследования под руководством бразильских учёных раскрывают ключевые роли многофункциональных белков STIP1 и Maspin в жизненно важных клеточных процессах.

Результаты демонстрируют новые функции белков, которые помогают прояснить, как клетки поддерживают свою форму, взаимодействуют и обновляются. Эти открытия вносят вклад в новые исследования в области рака, эмбриогенеза и потенциальных применений в регенеративной медицине.

Согласно одному из исследований, STIP1 играет центральную роль в эмбриональном развитии и поддержании плюрипотентности, то есть способности клеток размножаться и давать начало другим типам клеток.

STIP1 (Stress Inducible Protein 1) присутствует в организме с ранних стадий жизни и считается необходимым для поддержания белкового баланса внутри клеток (гомеостаза). Он действует как мост, помогая другим белкам, называемым молекулярными шаперонами, взаимодействовать и передавать свои «грузы», или клиентские белки, для обработки.

Другое исследование показало, что Maspin влияет на морфологию клеток, регулируя цитоскелет и эпителиальную адгезию. Научная литература описывает белок как супрессор опухолей из-за его роли в предотвращении прогрессирования и распространения заболевания в организме. Поэтому он является важной мишенью, связанной с раком, особенно с раком молочной железы.

Оба исследования были опубликованы в одном номере журнала Communications Biology под координацией учёных из отдела клеточной биологии и биологии развития Института биомедицинских наук Университета Сан-Паулу (ICB-USP).

Профессор Марилен Хомут Лopes из ICB-USP и координатор исследования по STIP1 рассказала Agência FAPESP: «Наша работа сосредоточена на фундаментальных исследованиях, путь которых требует времени, dedication и непрерывности, пока результаты не будут консолидированы. Многие студенты и исследователи участвуют в этом путешествии, и каждый оставляет свой след в продвижении знаний. Видеть, как эти коллективные усилия превращаются в публикацию, чрезвычайно gratifying. Это уверенность в том, что мы вносим свой вклад в строительство науки».

Профессор Натали Селла, также из ICB-USP и автор статьи о Maspin, подчёркивает важность инвестиций в долгосрочные исследования: «Такие достижения возможны только при непрерывных инвестициях в фундаментальную науку и подготовку молодых исследователей».

Используя генетически модифицированных мышей, группа учёных под руководством Лопес обнаружила, что STIP1 необходим для поддержания стволовых клеток в их примитивном состоянии — состоянии, в котором они могут трансформироваться в любой тип ткани.

Учёные обнаружили, что снижение количества белка приводило к потере плюрипотентности при анализе эмбриональных стволовых клеток мыши. Клетки также становились более уязвимыми к стрессу и проявляли генетическую нестабильность. Увеличение количества белка имело противоположный эффект: больше роста, устойчивости и сохранения идентичности стволовых клеток.

Результат докторской диссертации Камилы Феликс де Лима Фернандес показал, что STIP1 незаменим для эмбрионального развития, контролируя геномную стабильность, выживание клеток и экспрессию генов плюрипотентности. Это открывает путь для поиска стратегий в регенеративной медицине.

Эта отрасль медицины, возникшая в конце 1990-х годов, ищет способы восстановления и регенерации тканей, органов и других структур в человеческом теле, повреждённых из-за травм или заболеваний. «Мы обнаружили, что STIP1 действует как своего рода хранитель стволовых клеток, обеспечивая точное функционирование клеточного механизма на самых деликатных стадиях жизни», — говорит Лопес.

В случае с Maspin исследователи обнаружили, что белок напрямую поддерживает клетку. Он связывается с внутренними структурами, которые придают клеткам форму и стабильность.

Группа использовала комбинацию протеомных подходов, функциональных анализов и визуализации. Они обнаружили, что снижение присутствия Maspin в клетках, выстилающих поверхности тела (эпителиальных клетках), приводит к тому, что они теряют контакт друг с другом и меняют форму.

Исследование также показало, что белок контролирует рост филаментов, которые организуют внутреннюю часть клеток. Таким образом, он функционирует как своего рода структурный организатор, обеспечивающий целостность тканей.

Результат докторского исследования студента Луиса Эдуардо да Силва, начатого незадолго до пандемии COVID-19 в 2020 году, помогает объяснить, почему Maspin может играть противоположные роли в зависимости от клеточного контекста, функционируя как защитник или промоутер рака.

«Наше путешествие с Maspin показывает, как фундаментальная наука, руководствуясь любопытством и настойчивостью, может раскрывать новые аспекты уже известных белков и пересматривать устоявшиеся концепции», — добавляет Селла, объясняя, что она «унаследовала» свой интерес к белку более 20 лет назад, когда делала свою постдокторскую работу в лаборатории профессора Минг Чжана в Медицинском колледже Бейлора в Соединённых Штатах.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте