Ученые австралийского института Элизы и Волтера Холл (Walter and Eliza Hall Institute), старейшего института Австралии, занимающегося проблемами, связанными со смертельными болезнями человека, такими как рак, СПИД и другими, смогли визуализировать молекулярные изменения в белках отдельных клеток, которые приводят к смерти этих клеток.
Доктор Питер Цзаботар (Peter Czabotar) и доктор Дана Вестфал (Dana Westphal) представили видеофильм, в котором они в динамике показали, что происходит с протеином клеток в момент, когда они умирают. Приведенный ими материал, позволяет заглянуть внутрь клетки, и может родить новое направление в медицине, занимающееся вопросами жизни и смерти на уровне клеток, к появлению совершенно новых лекарств, которые будут контролировать процессы гибели или жизни клеток организма.
Все живые существа, и одноклеточные, и высшие организмы, имеют встроенную программу – апоптоз. Апоптоз – это программа самоликвидации на уровне клеток. Если происходит сбой в этой программе, например, клетки становятся бессмертными, то возникает такая болезнь, как рак, а в противоположном случае, когда происходит чрезмерная гибель клеток, возникают нейродегенеративные заболевания.
Доктор Цзаботар сказал, что было давно известно, что активация белка «BAX» (BCL2-associated X protein) является необходимым условием запуска апоптоза, но до сих пор никто не знал, как эта активация происходит. Одним из ключевых моментов ведущих к смерти клеток является то, что в мембранах клеток пробиваются отверстия, и именно «BAX» несет ответственность за это разрушение митохондрий, что в дальнейшем приводит к смерти всей клетки. Визуализация этого процесса приближает нас к пониманию механизма гибели клеток.
В своей работе они показали, как изменяется форма «BAX», и как эти превращения вызывают смерть клетки. Используя Австралийский синхротрон, доктор Цзаботар с коллегами смогли получить подробное трехмерное изображение белка «BAX», в процессе того, как он переходил из своего неактивного состояния в активное состояние. В активном состоянии этот белок разрывает митрохондриальные мембраны, что приводит к гибели клеток. С помощью мощных рентгеновских лучей, созданных синхротроном, ученые наблюдали процесс активации белка «BAX» путем присоединения к нему небольших фрагментов белка BH3-пептиды. Это было потрясающее зрелище, при котором разблокированный таким образом белок «BAX» соединялся далее с другим белком «BAX», образуя более мощную структуру, которая и пробивала потом мембрану клетки.
Доктор Цзабортар отметил, что проведенные исследования могут дать не просто понимание процесса гибели клеток, но позволят получить новые терапевтические средства, нацеленные на регуляцию активации «BAX». А такое управление активацией позволит предотвращать гибель клеток в нейродегенеративных заболеваниях, и, наоборот, может заставить бессмертные раковые клетки умирать. Все это обеспечивает основу для потенциально нового класса противораковых средств и принципиально новых методов лечения.
По данным – phys.org
