ИСТИНА

Каждая структура клетки характеризуется накоплением в ней определенного, специфического набора белков. Механизмы накопления белков в составе не ограниченных мембранами ядерных субструктур изучены слабо. Ранее нами был определен механизм накопления белков в ядрышке за счет сигналов ядрышковой локализации (NoLSs) (Musinova et al., 2011). Однако NoLSs выявляются только в части ядрышковых белков, т.е. существуют и другие механизмы накопления белков в ядрышке, поиску которых и посвящен заявляемый проект. В литературе имеются указания на то, что за накопление некоторых белков в ядрышке могут отвечать домены, обогащенные глицинами и аргининами (GAR-домены). Такой домен, в частности, есть в одном из важнейших ядрышковых белков – фибрилларине. GAR-домен обнаруживается в фибрилларинах эукариот, у архей этот домен отсутствует. Основной задачей Проекта было выявление механизма накопления фибрилларина в ядре и ядрышке за счет GAR-домена.

ach cell structure characterized by the accumulation in it a certain, specific set of proteins. The mechanisms of accumulation of proteins in the membranes of no limited nuclear substructures are poorly understood. Earlier we accumulation mechanism has been identified proteins in the nucleolus by nucleolar localization signal (NoLSs) (Musinova et al., 2011). However NoLSs identified only in terms of nucleolar proteins, ie, there are other mechanisms of accumulation of proteins in the nucleolus, which is dedicated to finding the claimed design. There are indications in the literature that the accumulation of certain proteins in the nucleolus may respond domains enriched glycines and arginines (GAR-domains). This domain, in particular, is in one of the major nucleolar proteins - fibrillarin. GAR-domain is found in fibrillarin eukaryotes, archaea in this domain is absent. The main objective of the project was to identify the mechanism of accumulation fibrillarin in the nucleus and the nucleolus by GAR-domain.

Общий план работ на весь срок выполнения проекта. 1. Изучение роли отдельных доменов фибрилларина в накоплении белка в ядрышке. - биоинформатический анализ фибрилларинов эукариот и фибрилларино-подобных белков архей. - получение фрагментов фибрилларина и мутантов, слитых с GFP для морфологического анализа. - изучение локализации фрагментов фибрилларина и мутантов. - изучение подвижности белков методом FRAP. 2. Изучение механизма накопления фибрилларина в ядрышке за счет GAR-домена. - изучение влияния замены аргининов на лизины на накопление фибрилларина в ядрышке (т.е. выявление роли метилирования аргининов в накоплении белков в ядрышке). - изучение снижения заряда GAR-домена на накопление фибрилларина в ядрышке. 3. Изучение функциональной роли GAR-домена фибрилларина. - определение необходимости наличия GAR-домена для функциональной активности фибрилларина. - изучение влияния метилирования аргининов и заряда GAR-домена на функциональную активность фибрилларина.

Изучение молекулярных механизмов формирования ядерных структур является одной из наиболее актуальных проблем современной биологии. В первом приближении ядерные структуры можно рассматривать, как скопления специфических белков в локальной области ядра. В рамках такой логики проблема формирования структур сводится к выяснению механизмов накопления белков в составе отдельных структур. Один из механизмов накопления белков в составе самой крупной ядерной субструктуре, ядрышке, связан с наличием в белке специальной последовательности – сигнала ядрышковой локализации (NoLSs). Ранее мы показали, что NoLSs динамически удерживают белки в ядрышке за счет электростатического взаимодействия с ядрышковыми РНК (Musinova et al., 2011; Sheval, Musinova, 2013). Однако такой способ накопления не является единственным, так как в значительной части ядрышковых белков NoLSs не обнаруживаются и не предсказываются.

В результате выполнения проекта показано следующее. (1) GAR-домен играет ключевую роль в накоплении белка в ядре. (2) GAR-домен способствует накоплению фибрилларина в гранулярном компоненте ядрышка за счет очень слабых взаимодействий с компонентами ядрышка. Мы предполагаем, что накопление в гранулярном компоненте облегчает нахождение фибрилларином функциональных сайтов в плотном фибриллярном компоненте. (3) Показано, что накопление в ядрышке за счет GAR-домена зависит от заряда этого фрагмента белка, но не зависит от метилирования аргининов в его составе. (4) Показано, что GAR-домен необходим для выполнения основных функций фибрилларина. Таким образом, в ходе выполнения проекта мы выявили роль GAR-домена фибрилларина в накоплении белка в ядре и ядрышке.