Klasse af proteiner involveret i essentielle cellefunktioner har en uventet rolle, opdager forskere

I 2013 Nobelprisen i fysiologi eller medicin blev tildelt tre videnskabsmænd for deres bidrag til at afdække de mekanismer, der styrer vesikeltransport i celler. Deres forklaringer gav både en konceptuel og en mekanistisk forståelse af grundlæggende processer på det mest fundamentale niveau.

I hjertet af denne Nobelprisvindende intracellulære proces ligger SNARE (opløselige N-ethylmaleimid-sensitive faktorbindingsproteinreceptorer), en superfamilie på 60 proteiner i pattedyrsceller, der transporterer lipider og membranproteiner på tværs af cellerne ved at lette sammensmeltningen af ​​vesikler til deres målmembraner.

Biologer ved UC Santa Barbara har nu opdaget en overraskende, ekstra funktion til syntaxin 3S, en opløselig form af et SNARE-protein. Forskerne fandt en ny signalvej, der er meget brugt af menneskelige og andre pattedyrceller. Holdets resultater vises i Journal of Biological Chemistry .

"Det, vi fandt, var meget uortodoks og havde ikke været kendt før, " forklarede den tilsvarende forfatter Thomas Weimbs, en professor i UCSB's afdeling for molekylær, Mobil, og udviklingsbiologi. "Syntaxin 3S binder sig til transkriptionsfaktorer - proteiner, der er involveret i at omdanne DNA til RNA - og regulerer ekspressionen af ​​de gener, der kontrolleres af disse faktorer. Faktisk, vores første resultater tyder på, at disse gener spiller en rolle i kræftprogression, men det mangler at blive endeligt bevist."

I en videnskabelig første UCSB-forskerne viste, at udover den veletablerede rolle af syntaxin 3 i membranfusion, dens nye opløselige version transporteres til cellens kerne og udfører en helt anden funktion. I naturen, mange proteiner har mere end én funktion - et fænomen kendt som protein moonlighting.

At syntaksiner - og SNARE-proteiner generelt - er i stand til måneskin var ukendt indtil nu. I betragtning af at syntaksiner er til stede i alle celler og er ansvarlige for et stort antal essentielle cellefunktioner, opdagelsen af, at disse proteiner kan udføre yderligere funktioner, tyder på, at meget mere endnu mangler at blive opdaget.

"At finde ud af, at syntaxin 3S fungerer som en nuklear regulator, er begyndelsen på en historie, der åbner et nyt forskningsfelt, " sagde Weimbs. "Det er som et snefelt uden fodtrin på det, fordi ingen har forsket i dette, så vi kan vælge og vrage de mest spændende retninger at følge."

Weimbs og hans kolleger identificerede lignende nuklear-målrettede opløselige former for andre syntaksiner, hvilket indikerer, at denne signalvej er en bevaret, ny funktion, der er almindelig blandt disse membransmuglende proteiner.

I fremtiden, UCSB-biologerne vil gerne afgrænse, hvor vidtrækkende funktionerne af disse nye opløselige syntaksinversioner er. Er der andre uidentificerede former for syntaksin, der binder til lignende nukleare importfaktorer? Binder de til forskellige eller lignende transkriptionsfaktorer? Regulerer de forskellige gener?