Sdílet
2. ledna 2024
Membrány obklopující buňky a jejich vnitřní organely mají tvary plné záhybů a vyboulenin, které jsou důležité pro jejich správnou funkcí a interakci s okolím. Tyto tvary se neustále mění podle potřeby pro různé úkoly, například transport materiálu dovnitř a ven. Na membráně se tak vytvářejí neustále nová pohoří a údolí, jejichž vznik je ale přísně regulován a sledován. Vědci z brněnského CEITEC Masarykovy univerzity nyní přišli na to, že specifický typ malých bílkovin je schopen rozpoznávat membránová údolí, která jsou spojena s „negativním“ (tj. vnořeným) zakřivením membrány. Dosud se vědělo pouze o jiných malých bílkovinách, které jsou citlivé na „pozitivní“ (tj. vypouklé) zakřivení membrány. Tento objev tak otevírá dveře pro aplikovaný výzkum, který těží z detailního poznání buněčných procesů.
Pro sledování zakřivení membrán si buňky vyvinuly specializované bílkoviny, tedy proteiny a peptidy. Patří mezi ně i tzv. amfifilní šroubovice (tj. peptidy, které mají hydrofilní i hydrofobní část), které jsou schopny rozpoznat pozitivní zakřivení membrány a hromadí se právě v těchto oblastech. Toto chování amfifilních šroubovic bylo přičítáno jejich schopnosti vycítit změnu uspořádání lipidů pouze v pozitivně zahnutých částech membrány. Vědci však nyní díky počítačovým simulacím dokázali, že peptidy s vhodným složením mohou být citlivé i na negativní zakřivení membrány. Vysvětlení rozpoznávání membránového zakřivení je tak mnohem složitější a souvisí i s hloubkou zanoření peptidů do lipidové membrány.
„Testovali jsme peptidy s různým složením způsobující různou hloubku zanoření do membrány. Ukázali jsme, že tyto peptidy mění svou citlivost z pozitivního na negativní zakřivení membrány,“ vysvětluje biofyzik Robert Vácha. „Poznání, že amfifilní peptidy mohou rozpoznat nejen pozitivní, ale i negativní zakřivení membrány a co tyto preference způsobuje, nám dává nový pohled na buněčné proteiny a jejich možné modifikace,“ dodává spoluautor výzkumu Peter Pajtinka.
To, jak tyto proteiny detekují specifické tvary a zakřivení buněčných membrán, může hrát významnou roli při buněčných procesech jako je například tvorba váčků potřebných ke skladování a transportu látek dovnitř a v rámci buňky, dělení buněk nebo při komunikaci mezi buňkami.
I přes svůj miniaturní rozměr jsou buňky stále velkým zdrojem objevů, které posouvají hranice našich znalostí a možností aplikovaného výzkumu. Vědci z CEITEC Masarykovy univerzity svým výzkumem k tomuto trendu dlouhodobě přispívají.
Výzkum byl publikován v The Journal of Physical Chemistry Letters 28. 12. 2023 a byl financován z grantu Evropské výzkumné rady (ERC) a Národního institutu virologie a bakteriologie (NIVB).
Autor/ka
Odborný kontakt
