Как следует из названия, эти рецепторы должны «находить» и взаимодействовать с так называемыми G-белками на клеточной мембране, чтобы инициировать и регулировать внутриклеточные процессы. Как и где это происходит, уже давно является предметом многочисленных гипотез, которые, однако, никогда не могли быть подтверждены.
Международная группа ученых из университетов Вюрцбурга, Бирмингема и Вроцлава впервые смогла напрямую наблюдать и исследовать начальные контакты между отдельными рецепторами и G-белками, а также следующие события, происходящие на поверхности живых клеток.
Публикация в природе
«Мы смогли показать, что рецепторы и G-белки преимущественно встречаются в особых местах на клеточной мембране, которые мы называем горячими точками», — объясняет профессор Давиде Калебиро, старший автор исследования, которое только что появилось в научном журнале Nature. Проф. Калебиро работает в Институте фармакологии и токсикологии и в Центре био-визуализации Университета Вюрцбурга, а также в Центре мембранных белков и рецепторов университетов Бирмингема и Ноттингема.
Эти подробные наблюдения за клеточной мембраной живых клеток стали возможными благодаря использованию очень сложного метода, основанного на микроскопии одиночных молекул. Авторы также заметили, что рецепторы и G-белки обычно остаются ассоциированными только в течение короткого времени. В самом деле, большинство взаимодействий завершается всего через одну секунду. Кроме того, исследователи обнаружили, что цитоскелет под клеточной мембраной играет важную роль в формировании горячих точек.
Существование этих горячих точек для передачи сигналов рецепторами было до сих пор неизвестно.
Технологические разработки позволяют по-новому взглянуть
Давид Калебиро и его соавторы убеждены, что горячие точки оказывают важное влияние на передачу сигналов рецептора, увеличивая как скорость, так и эффективность активации G-белка. В то же время они позволяют результирующим сигналам оставаться локальными. По словам ученых, их новые открытия показывают, что «очевидно простые биологические процессы могут быть очень сложными, если их наблюдать с близкого расстояния.«Они ожидают, что нынешние« исключительные достижения »в методах визуализации приведут к гораздо более глубокому пониманию этих процессов в ближайшем будущем.
По мнению авторов, недавно полученные знания открывают возможность для новых терапевтических подходов. «Используемые в настоящее время лекарства могут либо активировать, либо блокировать рецепторы», — объясняет Давид Калебиро.
В будущем, возможно, появится возможность гораздо более точно влиять на эти процессы — например, манипулируя подвижностью рецепторов и G-белков на клеточной мембране или их взаимодействием в горячих точках.