"Molekularny taniec" - kluczowy mechanizm ruchu komórek w końcu rozszyfrowany, oferujący nowy wgląd w badania nad rakiem

Wewnątrz każdej komórki delikatna sieć włókien białkowych znana jako cytoszkielet zapewnia strukturę i stabilność. Filamenty aktyny odgrywają kluczową rolę w tym systemie - te małe nici białkowe są stale składane i rozkładane, aby umożliwić ruch. Do tej pory jednak dokładny proces ich rozpadu pozostawał niejasny.

Zespół badawczy z Instytutu Maxa Plancka, kierowany przez biologa strukturalnego Stefana Raunsera, odkrył, że trzy białka - koronina, kofilina i AIP1 - współpracują ze sobą w doskonałej harmonii. Naukowcy opisują tę interakcję jako "molekularny taniec", w którym każde białko odgrywa odrębną rolę. Ich odkrycia zostały opublikowane w Cell w październiku 2025 roku.

Po pierwsze, koronina wiąże się z filamentem i subtelnie zmienia jego strukturę, ułatwiając zachodzenie zmian chemicznych - w szczególności usuwanie grup fosforanowych. Ten krok "dojrzewa" filament, przygotowując go do następnej fazy. Następnie rolę przejmuje kofilina, wypierając koroninę i jeszcze bardziej osłabiając strukturę filamentu. Na koniec do akcji wkracza AIP1. Działając jak molekularne szczypce, białko to rozrywa zdestabilizowany filament i zapobiega jego odbudowie.

Lód i elektryczność ujawniają taniec komórki

Aby odkryć ten proces, zespół wykorzystał zaawansowaną mikroskopię krioelektronową. Technika ta polega na szybkim zamrażaniu białek i obrazowaniu ich za pomocą wiązek elektronów w celu wygenerowania bardzo szczegółowych struktur 3D. W sumie naukowcy uchwycili ponad milion pojedynczych obrazów i zrekonstruowali 16 migawek, które razem ujawniają pełną sekwencję zdarzeń.

Rezultatem jest nowy, kompleksowy model degradacji filamentów, który podważa długotrwałe założenia. Przez lata uważano, że kofilina jest głównym białkiem odpowiedzialnym za cięcie filamentów. W rzeczywistości jednak rola ta należy do AIP1. Badanie zapewnia nowy wgląd w fundamentalną mechanikę ruchu komórek.

Implikacje dla medycyny i badań naukowych

Odkrycia te są ważne nie tylko dla badań podstawowych. Ruch komórek odgrywa również kluczową rolę w chorobach takich jak rak i w odpowiedzi immunologicznej. W szczególności podczas przerzutów - rozprzestrzeniania się komórek nowotworowych w organizmie - komórki nowotworowe wykorzystują mechanizmy podobne do tych stosowanych przez zdrowe komórki podczas gojenia się ran.

Teraz, gdy naukowcy rozumieją, w jaki sposób białka takie jak AIP1, kofilina i koronina regulują ruch komórek, mogą pojawić się nowe możliwości ukierunkowania tych procesów. W dłuższej perspektywie wiedza ta może pomóc w opracowaniu terapii, które spowalniają lub nawet zapobiegają rozprzestrzenianiu się komórek nowotworowych poprzez zakłócanie ich zdolności do poruszania się.