разработка и регистрация лекарственных препаратов, доклинические и клинические исследования
Москва, ул. Погодинская, д.10, стр. 6
+7 916 126-56-98

— Описан механизм негативной регуляции сигнальной активности одного из главных стимуляторов роста клеток mTORC1, зависящего от присутствия аминокислот

Описан механизм негативной регуляции сигнальной активности одного из главных стимуляторов роста клеток mTORC1, зависящего от присутствия аминокислот

Киназа mTORC1 (mammalian target of rapamycin, complex 1) является одним из основных регуляторов роста клеток. Активность сигнального пути mTORC1 усилена при многих формах рака и при некоторых заболеваниях обмена веществ. В присутствии достаточной концентрации аминокислот в результате срабатывания сложной цепи реакций, финальным звеном которой является срабатывание ГТФ-азы RagA, mTORC1 перемещается на поверхность лизосом и активируется под действием активатора Rheb. При дефиците аминокислот ГТФ-азы Rag инактивируются, mTORC1 покидает поверхность лизосом, что приводит к его ингибированию. Негативные регуляторы, инактивирующие ГТФ-азы Rag, были неизвестны.

Bar-Peled et al. провели исследования с целью обнаружить такие регуляторы. Они предположили, что взаимодействие предполагаемых регуляторов с Rag слабое, и поэтому стандартными методами обнаружить их в комплексе Rag не удается. Для сохранения нестабильных белковых комплексов они обработали клетки культуры почки человеческого эмбриона НЕК-293T химическим кросс-линкером и проанализировали масс-спектрометрией пептидов белки, связанные с Rag. Кроме уже известных белков, взаимодействующих с Rag, в комплексе обнаруживался также белок MIOS (missing oocyte, meiosis regulator). Подавление экспрессии MIOS соответствующими shРНК сильно подавляло активацию mTORC1, индуцируемую аминокислотами. Дальнейшее исследование белковых комплексов, вовлеченных в регуляцию активности mTORC1, позволило идентифицировать белковые комплексы, названные GATOR (гуанозин-трифосфатаза-активирующий белок направленный на Rag). Восемь белков, образующих GATOR, составляют два субкомплекса (см. рисунок) различных по составу белков и их влиянию на mTORC1. Подавление экспрессии компонентов GATOR1 приводит mTORC1 в состояние, нечувствительное к наличию аминокислот и делает его конститутивно активным. А подавление экспрессии компонентов GATOR2 приводит к подавлению активности mTORC1, которая может быть восстановлена подавлением компонентов GATOR1. Следовательно, GATOR1 более «близкий» к Rag регулятор активности. Гены, кодирующие компоненты GATOR1, локализованы в областях хромосом, делетированных в ряде раков легких и глиобластомы, для некоторых других раков показаны инактивирующие мутации этих компонентов. Как показали авторы, такие мутации имеются и в ряде дополнительно проанализированных ими линий клеток, полученных из раковых опухолей. При инактивации компонентов GATOR1 mTOR остается на поверхности лизосом и проявляет гиперактивность даже в отсутствие аминокислот. Важно, что такие клетки оказались особенно чувствительными к рапамицину. Это может служить важным клиническим признаком для определения оптимальных схем лечения рака.

Источники: Bar-Peled L, Chantranupong L, Cherniack AD, Chen WW, Ottina KA, Grabiner BC, Spear ED, Carter SL, Meyerson M, Sabatini DM. A Tumor suppressor complex with GAP activity for the Rag GTPases that signal amino acid sufficiency to mTORC1. // Science. 2013 ; V. 340: P. 1100-1106. Shaw RJ. GATORs take a bite out of mTOR. // Science. 2013; V. 340: P. 1056-1057.

Подпись к рисунку. Контроль роста клеток, зависящий от аминокислот. Комплексы GATOR1 и GATOR2 регулируют ГТФ-азу RagА, которая контролирует активацию mTORC1 на поверхности лизосом в присутствии аминокислот. Ragulator «заряжает» RagА ГТФ, и RagА активирует mTORC1 в ответ на наличие аминокислот. GATOR1 выключает RagА, стимулируя ее собственную ГТФ-азную активность.