Биологи раскрывают тайну жизни и смерти на уровне клетки

Биологи шаг за шагом раскрывают тайну жизни и смерти на уровне клетки. Новые данные о том, как работает клеточный "рецептор смерти", как считают ученые, помогут бороться с болезнями и смертью человека.

Хотя словосочетание "рецептор смерти" звучит пугающе, но оно всего лишь означает белок на клеточной мембране. До недавнего времени ученые считали основной и единственной его ролью вызывать апоптоз - запрограммированную клеточную смерть. Новые данные, которые приводят Грегори Горес (Gregory J. Gores), руководитель отделения гастроэнтерологии и гепатологии Клиники Майо в Рочестере (Division of Gastroenterology and Hepatology at the Mayo Clinic in Rochester) и Мария Гуччиарди (Maria Guicciardi), показывают, что все намного сложнее. "Рецептор смерти" не убивает клетку, но участвует в вынесении ей смертного приговора. Впрочем, приговор может быть и оправдательным.

Рецепторы смерти (они различаются на разных клетках) относятся к семейству белков - факторов некроза опухоли. Все они содержат характерный домен - определенную последовательность аминокислот, называемую "домен смерти". Этот домен позволяет рецепторам запускать апоптоз.

Организму необходимо уничтожать клетки, зараженные вирусом, поврежденные внешними агентами, накопившие поломки ДНК вследствие старения. Для их уничтожения и включается механизм апоптоза - запрограммированной смерти. Клетка "кончает жизнь самоубийством" очень аккуратно, просто разбирается на части, окруженные кусочками клеточной мембраны, чтобы не навредить окружающим здоровым клеткам.

В принятии решения об апоптозе ключевая роль принадлежит "рецептору смерти", но помимо него в этом процессе еще много участников. Чтобы рецептор начал работать, ему надо тримеризоваться (объединить три молекулы в одну) и связаться с молекулами-лигандами, которые меняют пространственную структуру белка.

После тримеризации и связи с лигандами "рецептор смерти" активирует различные белки-адапторы. И вот, как выяснилось, именно на этом этапе решается судьба клетки. В зависимости от того, какие белки вступили в игру, события могут развиваться по двум разным путям. А есть и белок RIP1 (receptor-interacting protein 1), который служит "тумблером" для переключения сценария на "смерть" или на "жизнь".

На пути к смерти - апоптозу белки-адапторы запускают каскад биохимических реакций, в которых основную роль играют каспазы. Это семейство ферментов, расщепляющих белки. Они, в конце концов, просто разрезают белки, и клетка распадается на части. Главную роль в клеточной смерти играют каспазы 8 и 10.

По другому сценарию, в котором работают другие белки-адапторы, клетка остается жить. В ней также запускается каскад реакций, но результат их состоит в регуляции клеточного деления. То есть, рецептор смерти вызывает не только апоптоз, но и массу других процессов жизнедеятельности.

Ученым известны многие из белков - участников этих процессов, но далеко не все. Если окончательно разобраться в механизмах событий, вызванных рецептором смерти, то можно будет использовать его для поиска новых путей лечения различных заболеваний. Стратегия таких путей будет состоять в том, чтобы использовать рецептор и связанные с ними молекулы в качестве мишеней для действия лекарств.