The picture at the top shows a sperm cell with the head (cell body) and tail (also known as flagellum or cilium) that propels the sperm cell forward. The schematic in the middle shows how dynein motors (yellow stars) are transported via intraflagellar transport (IFT) and periodically distributed. The picture at the bottom illustrates how the ODA16 structure functions as an adaptor between the transport system and the dynein motors.
Молекулярные моторы продуцируют силы, обеспечивающие биение хвоста спермия, чтобы обеспечить его перемещение в направлении яйцеклетки для её оплодотворения. Новое исследование показало, как молекулярные моторы, управляющие перемещением клетки спермия распознают и специфически транспортируются в хвостовой регион клетки. Это знание может подготовить почву для лучшего понимания болезней, вызываемых мутациями стерильности.
Молекулярные моторы используют молекулу АТФ в качестве источника энергии, чтобы организовать внутреннюю жизнь клетки. Dyneins являются самыми крупными и наиболее сложными молекулярными моторами, и они ответственны за внутриклеточный транспорт и за генерацию сил, необходимых для подвижности реснички. Реснички являются тонкими структурами, обнаруживаемыми на поверхности клеток, где они функционируют как сенсоры, воспринимающие сигналы от окружения и как моторы, заставляющие клетку или окружение перемещаться.
Подвижные реснички обнаруживаются в виде одной копии на спермии и множественных копий в клетках наших легких, где они генерируют ток жидкости, необходимый для удаления частиц пыли и патогенов из воздушных путей. Крупные динеиновые моторы (известные как 'outer dynein arms', ODA) -- необходимы для подвижности реснички -- активно транспортируются в ресничку с помощью системы intraflagellar transport (IFT) и транспортного адаптора ODA16. Мутации в динеиновых моторах или факторах IFT могут приводить к бесплодию и респираторной недостаточности.
Международный коллектив определял, как динеиновые моторы распознаются адапторным белком ODA16 и импортируются в ресничку посредством IFT системы. Кристаллическая структура ODA16 показала, как самый крупных бочко-подобный домен распознает динеиновые моторы и одновременно соединяется с IFT комплексом посредством расщепа, образуемого бочкообразным доменом и более мелким доменом, расположенным на верхушке бочонка. ODA16 т.о. функционирует как настоящий адаптор между крупным динеином и IFT комплексом.
Это новое знание готовит почву для структурной детерминации IFT комплексов, ассоциированных с динеиновыми моторами посредством ODA16, это д. привести к более глубокому пониманию функции ресничек и болезнь вызывающих мутаций в генах, кодирующих dynein и IFT белки.