Команда исследователей под руководством сотрудника Европейской лаборатории молекулярной биологии (European Molecular Biology Laboratory, EMBL) Христиана Лёва (Christian Löw) раскрывает тайны скользящего движения паразитов семейства Apicomplexa, вызывающих малярию и токсоплазмоз.
Cкольжение — тип движения, во время которого клетка движется вдоль поверхности, не изменяя своей формы. Эта форма передвижения редка, встречается только у паразитов из семейства Apicomplexa, среди которых хорошо известные Plasmodium и Toxoplasma. Оба паразита оказывают огромное влияние на здоровье человечества. Плазмодий — это 228 миллионов малярийных инфекций и около 400 000 смертей в год. Токсоплазмой поражена треть человеческой популяции, инфекция особенно опасна во время беременности (и мы помним, что пятая часть случаев заболевания шизофренией может быть связана с токсоплазмозом).
Способность к скольжению позволяет апикомплексам попадать в организм хозяина и перемещаться между клетками. Так, после укуса комара плазмодий проскальзывает между клетками кожи человека, прежде чем попасть в кровеносные сосуды. Данный тип движения основан на актине и миозине, это те же белки, что обеспечивают движение мышц человека и других позвоночных. Миозин — это своего рода молекулярные «ножки», которые «маршируют» вдоль актиновых нитей.
У апикомплексов миозин взаимодействует с несколькими другими белками, которые вместе образуют комплекс, называемый глидеосомой. Механизм работы глидеосомы изучен плохо, в том числе и потому, что молекулярная структура большинства белков глидеосомы неизвестна. Однако понимание этого механизма могло бы способствовать разработке лекарств, предотвращающих сборку глидеосомы и тем самым останавливающих развитие таких заболеваний, как малярия и токсоплазмоз.
В EMBL изучили молекулярную структуру основных лёгких цепей (ELCs), глидеосомных белков, непосредственно связывающихся с миозином. Известно, что они необходимы для скольжения, но до сих пор их структура и роль были неизвестны. Теперь же получены данные о молекулярных структурах Toxoplasma gondii и Plasmodium falciparum, связывающихся с миозином. В ходе исследования использовались методы рентгеноструктурной кристаллографии и ядерного магнитного резонанса.
В работе, опубликованной в журнале Communications Biology, сообщается, что ELCs работают как «молекулярные ходули» — после связывания с миозином они становятся жёсткими и работают как рычаги. Эта жёсткость позволяет миозину делать более длинные шаги, что, вероятно, ускоряет скольжение паразита.
Была рассмотрена и роль кальция, предполагаемого регулятора скольжения, во взаимодействии между ELCs и миозином. Оказалось, что кальций напрямую не влияет на структуру основных лёгких цепей, но повышает стабильность комплекса ELC-миозин. Этот неожиданный результат показывает, что архитектура глидеосомы всё ещё скрывает много неизвестных.
