E3 ubiquitin ligase BRCA1 является опухолевым супрессором, хорошо известным своей ролью в репарации повреждений ДНК. Coene et al. описывают новую функцию белка, указывая на то, что он оперирует также на ведущем крае и фокальных адгезиях, чтобы регулировать распластывание и подвижность клеток (1). Они выявили, что опухолевый супрессор и E3 ubiquitin ligase BRCA1 доставляется на периферию клеток с помощью белков ezrin, radixin и moesin, где он регулирует адгезию и миграцию клеток. По сравнению с контрольными клетками (top), кллетки, экспрессирующие доминантно-негативную версию BRCA1 (bottom) мигрируют быстрее, но закрывают раны менее организованным способом, поскольку индивидуальные клетки теряют контакты со своими соседями. Эти находки указывают на то, что BRCA1 убиквитинирует белки, участвующие в межклеточной и клетка-матрикс адгезии и что опухолевый супрессор может также ограничивать способность раковых клеток к метастазированию.

Мутации в BRCA1 ассоциированы с семейными формами рака груди и яичников. Как белок защищает клетки от канцерогенеза, неясно, хотя большинство его известных функций-включая регуляцию транскрипции и репарации разрывов двойной нити ДНК-осуществляется в ядре (2). В 2005, David Vaux с коллегами продемонстрировали, что BRCA1 также располагается в митохондриях, где он преимущественно поддерживает целостность ДНК митохондрий (3).

После этого открытия Vaux с сотр. попытались идентифицировать белки, которые соединяются с BRCA1's C концом-областью, необходимой для опухоль-супрессирующей активности белка. "Мы увидели белки, которые могут выполнять роль в импорте в митохондрии BRCA1," излагает Vaux. "Мы нашли прекрасного кандидата, с которым мы теперь работаем. Но мы также обнаружили членов семейства ezrin, radixin, and moesin (ERM), это оказалось полностью неожиданным."

ERM белки связывают плазматическую мембрану с подлежащим актиновым цитоскелетом (4). Coene et al. показали, что BRCA1 ко-локализуется с ERM белками и F-actin как в ряби (ruffles) плазматической мембраны, так и в фокальных адгезиях. Чтобы определить, выполняет ли BRCA1 какую-либо функцию в этих местах, исследователи использовали С-терминальный фрагмент белка, который смещал эндогенный BRCA1 из плазматической мембраны.

Клетки, избыточно экспрессирующие эту доминантно-негативную конструкцию распластывались более медленно после помещения на адгезивную поверхность и обнаруживали повышенную подвижность по сравнению с контрольными клетками. Более того, клетки рака груди человека с мутациями в BRCA1 перемещаются быстрее, чем клетки линии раковых клеток с интактными геном BRCA1. Повторное внесение дикого типа BRCA1 обращало назад эту повышенную подвижность, но мутантная версия белка, которая лишена ubiquitin лигазной активности, неспособна восстанавливать миграцию до нормальной скорости. "Это указывает на то, что BRCA1 не только необходим на клеточной периферии, но и также активен, когда здесь находится," говорит Vaux.

Coene et al., использовав in vitro метод ран-царапин, чтобы оценить, имеет ли увеличение миграции, лишенных BRCA1, клеток какое-либо функциональное следствие. Клетки, экспрессирующие BRCA1 C-терминальный доминантно-негативный фрагмент, закрывали рану с той же самой скоростью, что и контрольные клетки, но видио-микроскопия выявила, что они ведут себя по-другому. "Контрольные клетки закрывали рану почти как занавес. Клетки на краю раны оставались в контакте с клетками более тыловыми в монослое," объясняет Vaux. "Но клетки, избыточно экспрессирующие BRCA1 C-терминальный домен, заполняли рану индивидуальными клетками, которые не имели контакта с ведущим краем."

Уменьшение межклеточной адгезии и увеличение подвижности указывает на то, что потеря BRCA1 может облегчать опухолевым клеткам метастазирование. В самом деле, в некоторых исследованиях было установлено, что экспрессия BRCA1 ниже в метастатических отложениях, чем в первичной опухоли. "В более длительные сроки мы хотели бы посмотреть на мышиные модели метастазирования с разными уровнями BRCA1 на периферии клеток," говорит Vaux. "Белок может регулировать миграцию клеток из разных солидных опухолей."

В ближайшие сроки, однако, целью Vaux's является идентификация мишеней для убиквитин лигазной активности BRCA1's и установление, как они влияют на адгезию и миграцию. "Я рассматриваю BRCA1 в качестве таймера для сборки и стабилизации комплексов в определенных местах. Способность BRCA1 убиквитинировать и стабилизировать комплексы репарации ДНК на разрывах двойной нити может оказаться сходной с его функцией на периферии клеток, где он может, напр., контролировать комплексы, которые модулируют доступность integrin.”