Исследователи из Фрайбурга и Киля обнаружили, что актин действует в ядре клетки и частично отвечает за проявление мужских половых признаков.
Стероидные гормоны, к которым относятся половые гормоны, такие как эстроген или тестостерон, являются важными сигнальными молекулами и, среди прочего, ответственны за контроль фенотипической половой дифференциации у женщин и мужчин. Они действуют путем связывания с рецепторными молекулами , которые включают и выключают активность гормонозависимых генов.
Исследователи из Университета Фрайбурга и Университетской больницы Киля обнаружили, что компоненты цитоскелета играют решающую роль в этом процессе. Полученные данные актуальны для диагностики заболеваний и изучения заболеваний и рака, в которых важную роль играют стероидные гормоны . Исследование было опубликовано в Nature.
Новые результаты исследований показывают, что филаментозный актин, компонент цитоскелета, взаимодействует с рецептором андрогена непосредственно в ядре клетки и усиливает его действие. Рецептор андрогена опосредует сигналы половых гормонов для развития мужского пола, но также способствует прогрессированию рака предстательной железы.
Генетическая модификация как ключевой показатель
Ученые из Фрайбурга, Киля и Любека, занимающиеся различными исследованиями, сотрудничали в исследовании по разным дисциплинам. Проектом совместно руководили профессор, доктор Роберт Гросс и приват-доцент, доктор Надин Хорниг: Гроссе проводит свои исследования в Кластере передового опыта CIBSS — Центре интегративных биологических сигнальных исследований и на медицинском факультете Фрайбургского университета, Хорниг в Кильском университете. Медицинский факультет и Университетская клиника Шлезвиг-Гольштейн, кампус Киль.
Исследователям стало известно о ранее неизвестной связи между актином и стероидными гормонами при изучении клеток пациентов с так называемым синдромом нечувствительности к андрогенам (AIS). Люди, живущие с АИС, имеют набор мужских XY-хромосом, но имеют менее выраженные мужские половые признаки, распространяющиеся даже на полностью женскую внешность. Часто это связано с изменением рецептора андрогенов, что означает, что мужские половые гормоны больше не могут действовать. Тем не менее, рецептор андрогена часто остается неизменным у пациентов с ПИС.
«Мы хотим выяснить, какие генетические модификации вызывают AIS у этих пациентов», — объясняет Хорниг. «Таким образом, мы хотели идентифицировать другие молекулы, которые играют роль в развитии половых признаков». С этой целью исследователи использовали метод скрининга для изучения клеток пациентов с АИС. При этом они обнаружили мутации в гене DAAM2 у двух пациентов: Молекула принадлежит к группе форминов и контролирует динамическую полимеризацию и удлинение актиновых филаментов. Являясь частью цитоскелета, актин важен для стабильности и передвижения клеток, но также выполняет регуляторные функции.
Микроскопия высокого разрешения выявляет процессы в ядре клетки
Исследователи использовали микроскопию 3D SIM с высоким разрешением, чтобы проверить, действительно ли DAAM2 важен для действия половых гормонов. Это сложный метод, который можно использовать для наблюдения за молекулярными движениями внутри клеток. Изображения показывают, что DAAM2 и актин совместно локализуются с рецептором андрогена непосредственно в ядре клетки. Дальнейшие эксперименты показали, что эта колокализация важна для контроля активности генов.
«Это совершенно неизвестный способ действия, который нам удалось описать здесь для очень важного рецептора», — говорит Гроссе, подчеркивая важность новых открытий. Исследовательская группа предполагает, что этот механизм может быть широко распространенным, а также влияет на действие других стероидных гормонов. «Это может играть роль во многих физиологических процессах и заболеваниях. Будет интересно посмотреть, позволит ли это использовать новые терапевтические подходы», — объясняет Гроссе.
Диагноз возможен для большего количества пациентов с AIS
Открытие также обеспечивает основу для дальнейших исследований развития половых признаков и позволяет поставить четкий диагноз большему количеству пациентов с ПИС.
«Ранее пациенты с нечувствительностью к андрогенам, но без модификации рецептора андрогена, не получали четкого диагноза, несмотря на наличие четких симптомов», — говорит Хорниг. «Теперь мы можем поставить четкий диагноз тем, у кого изменен DAAM2».
