Описан новый механизм запуска клеточной гибели

Российские биологи совместно с европейскими коллегами выяснили, как запускается апоптоз — программируемая клеточная гибель. Результаты их работы помогают понять механизм развития многих заболеваний, в том числе неалкогольного стеатогепатита, который часто приводит к циррозу и раку печени.

Речь идет о взаимодействии молекул каспазы-2 с белком р62. В организмах животных и человека каспаза-2 выполняет сразу несколько функций: регулирует жизненный цикл клеток, в том числе гибель, помогает поддерживать геном в стабильном состоянии и узнавать участки поврежденной ДНК. Именно каспаза-2 запускает апоптоз в клетках с неправильным набором хромосом или поврежденной ДНК, что позволяет предотвращать превращение здоровых клеток в раковые.

Одна из форм активации каспазы-2 — это соединение ее с белком р62, который можно назвать своего рода «уборщиком. Именно он участвует в разрушении и удалении из клеток, выполнивших свою функцию или «лишних» белков.

В своей работе ученые использовали эмбриональные человеческие клетки, а также клетки рака легкого и нейробластомы. Из них выделили каспазу-2, а затем молекулярными методами было определено, с какими белками она взаимодействует. Связывание наблюдалось между предшественником каспазы-2 (про-каспазой-2) и белком р62. Эта связь разрушала про-каспазу-2 и снижала ее уровень, что предотвращало гибель клеток. Если же к клеткам добавляли цисплатин, вызывающих мутации ДНК, то включался другой механизм. После повреждения ДНК у про-каспазы-2 появлялась особая молекулярная метка, и связывание с ней приводило р62 к активации ферментов и запуску апоптоза.

Кроме того, по мнению ученых, выявленный ими механизм регуляции каспазы-2 с помощью р62 может лежать в основе развития неалкогольного стеатогепатита, который имеет свойство прогрессировать в цирроз и рак печени. Недавние исследования показали, что уровни каспазы-2 связаны с накоплением в клетках печени холестерина и вредных жирных кислот, что приводит к ухудшению работы митохондрий и, в конечном итоге, к гибели клеток. Высокий же уровень р62 и его включение в тельца Мэллори-Денка характерен для пациентов с неалкогольным стеатогепатитом и раком печени и связан с прогрессированием этих заболеваний.

Результаты исследования не только устанавливают двойную роль белка р62 в регуляции активности каспазы-2, способствуя ее активации или разрушению, но также помогает лучше понять, с помощью каких механизмов клетки контролируют собственную гибель, если в них появляются нарушения, способные привести к различным заболеваниям, в том числе раку.

В исследовании принимали участие сотрудники Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (Москва), Университета им. Отто фон Герике (Германия) и Каролинского института (Швеция). Работа была опубликована на страницах Cell Death & Disease.

Источник: информация и фото предоставлены пресс-службой Российского научного фонда