Ny teknik avslöjar hur protein stabiliserar cellytan
För att klara av yttre mekanisk påverkan och hantera transport av olika typer av ämnen behöver celler anpassa sin yta. Det görs med hjälp av små inbuktningar, så kallade caveolae, på cellens yta. För att stabilisera ytan använder cellen proteinet EHD2, som kan slås på och av för att pendla mellan en inaktiv stängd form och en aktiv öppen form. Upptäckten gjordes av några forskare som träffats via SSF-programmet ”Framtidens forskningsledare” och publiceras nu i tidskriften PNAS.
Caveolae spelar en viktig roll vid cellers anpassning till sin omgivning och en avsaknad av de små inbuktningarna på cellytan är kopplat till svåra sjukdomar där muskler och fettceller bryts ner och där celler i blodkärlen inte fungerar. Genom ett samarbete som involverar ett brett spektra av både biofysiska, biokemiska och cellbiologiska analyser har forskare nu kartlagt hur den mekanistiska cykeln hos proteinet EHD2 fungerar och hur detta in sin tur reglerar dynamiken hos caveolae på cellytan.
–Att proteinet hjälper celler att anpassa sig till sin omgivning kan ha central betydelse för hur caveolae påverkar muskelcellers reparationsförmåga eller fettcellernas förmåga att ta upp och lagra fett, säger Richard Lundmark, Umeå universitet.
Bakom upptäckten står Richard Lundmarks forskargrupp, och Sebastian Westenhoffs forskargrupp vid Göteborgs universitet, samt forskarkollegor vid Albert-Ludwigs universitet i FreiburgFreiburg och Martin-Luther universitetet i Halle-Wittenberg, Tyskland.
– Ideen till vårt projekt fick vi under en studieresa med SSF till Sydkorea och Japan för några år sedan. Den studie vi nu utfört demonstrerar att den beskrivna mekanistiska cykeln av EHD2 spelar en viktig roll för att caveolae ska kunna stabiliseras vid cellens yta, säger Sebastian Westenhoff.
I studien presenteras också en ny teknik som bygger på absorption och reflektion av infrarött ljus. Med hjälp av avancerade analytiska metoder kan tekniken användas för att studera strukturen hos den membranbundna formen av proteiner, vilket är svårt att uppnå med andra tekniker. Det är med denna teknik som forskarna kunnat visa att EHD2 genomgår en drastisk konformationsförändring när proteinet binder till membranet.
Ett liknande protein, EHD4, kan också anta en öppen konformation. Det visar Richard Lundmarks forskargrupp tillsammans med forskare från Rani Channamma universitet, Indien och University of Southern California i en relaterad publikation i samma nummer av tidskriften PNAS. Upptäckten föreslår att denna mekanistiska cykel kan vara prototypisk också för andra proteiner som är involverade i att skulptera cellers membran.