Гетерологичное затравление
Рассмотрим предполагаемый механизм, имеющий место при образовании [Psi+] de novo, так называемое гетерологичное затравление.
In vitro полимеры Rnq1 , при добавлении в качестве "семян" к растворам Sup35 - NM , вызывают полимеризацию с кинетикой, присущей затравленной реакции (нет лаг-фазы, высокая скорость полимеризации; см. " Кинетика полимеризации NM и Sup35 "). In vivo [Psi+] возникает в клетках, в которых имеются полимеры Rnq1, т.е. в [Pin+] клетках. Показано, что в [Pin+][Psi-] клетках при оверэкспрессии Sup35 формируются cмешанные SDS-устойчивые полимеры, в которые вовлечена 1/5 тотального Rnq1 в клетке ( Salnikova et al. 2005 ). При этом сохраняется [Psi-] фенотип, то есть концентрация свободного мономера достаточна для эффективной терминации трансляции. Эти полимеры гораздо длиннее, чем в [Psi+] клетках, они не наследуются и при дизрупции гена Rnq1 быстро исчезают. Из этих экспериментов следует несколько важных выводов:
- Rnq1 затравляет [Psi+] состояние;
- первичный продукт затравления - ненаследуемый агрегат, состоящий из очень длинных полимеров;
- большая длина полимеров, по всей видимости, указывает на низкую эффективность фрагментации, также характерную для слабых вариантов приона , которые тоже нестабильно наследуются.
Еще это напоминает амилоид , который плохо наследуется, по всей видимости, из-за низкой способности к фрагментации. Авторы полагают, что градиент свойств в ряду сильный прион-слабый прион-амилоид скорее всего объясняется их разной способностью к расщеплению, в целом же между прионами и амилоидами нет принципиальной разницы. Прионные белки могут принимать также и амилоидную конфомацию.
Ganusova et al. (2006) , по-видимому, наблюдали амилоидные агрегаты Sup35 цитологически в [Psi-] [Pin+] клетках, оверэкспрессирующих Sup35. При отборе клеток с крупными агрегатами с помощью микроманипулятора, выяснилось, что 70% этих клеток проявляют ингибированный рост, т.е. агрегаты токсичны. Из оставшихся 30% около 70% давали начало колониям [Psi+] или смешанным [Psi+]/[Psi-] колониям. В клетках без видимых агрегатов фенотип [Psi+] возникал значительно реже. Таким образом, [Psi+] возникает de novo именно в клетках, имеющих ненаследуемый амилоид, т.е. амилоидное состояние является предшественником прионного.
Вероятно in vivo амилоидное состояние может служить интермедиатом прионной конверсии , аналогично олигомеру в in vitro полимеризации. Интересно также то, что амилоид, по всей видимости, более токсичен чем прион. Это может быть связано с тем, что амилоидные структуры колокализуются с актиновыми пэтчами и другими цитоскелетными структурами и вероятно нарушают их функционирование. В свою очередь мутации генов, ответственных за формирование актиновых структур мешают образованию амилоидных агрегатов и препятствуют возникновению [Psi+] de novo. Видимо регулярные поверхности, образуемые актиновыми структурами способны служить центрами, облегчающими образование амилоида.
