Молекулярная биология, 2024, № 3

Ɋɨɫɫɢɣɫɤɚɹ ɚɤɚɞɟɦɢɹ ɧɚɭɤ
ɆɈɅȿɄɍɅəɊɇȺə  
ȻɂɈɅɈȽɂə
Ɍɨɦ     ʋ         Ɇɚɣ±ɂɸɧɶ
Ɉɫɧɨɜɚɧ ɜ  ɝɨɞɭ ȼȺ ɗɧɝɟɥɶɝɚɪɞɬɨɦ
ȼɵɯɨɞɢɬ  ɪɚɡ ɜ ɝɨɞ  
,661 
ɀɭɪɧɚɥ ɢɡɞɚɟɬɫɹ ɩɨɞ ɪɭɤɨɜɨɞɫɬɜɨɦ  
Ɉɬɞɟɥɟɧɢɹ ɛɢɨɥɨɝɢɱɟɫɤɢɯ ɧɚɭɤ ɊȺɇ
Ƚɥɚɜɧɵɣ ɪɟɞɚɤɬɨɪ
ȺȺ Ɇɚɤɚɪɨɜ
Ɋɟɞɚɤɰɢɨɧɧɚɹ ɤɨɥɥɟɝɢɹ
Ⱥȼ Ȼɚɪɚɧɨɜɚ ȼȺ Ƚɜɨɡɞɟɜ Ɇɋ Ƚɟɥɶɮɚɧɞ ɋȽ Ƚɟɨɪɝɢɟɜɚ   
ɆȻ Ƚɨɬɬɢɯ ȼȽ Ⱦɟɛɚɛɨɜ ɈȺ Ⱦɨɧɰɨɜɚ
ȼɅ Ʉɚɪɩɨɜ ɡɚɦɟɫɬɢɬɟɥɶ ɝɥɚɜɧɨɝɨ ɪɟɞɚɤɬɨɪɚ ɋɇ Ʉɨɱɟɬɤɨɜ  
Ⱦȼ Ʉɭɩɪɚɲ Ɉɂ Ʌɚɜɪɢɤ ȾȺ Ʌɨɫɶ ɋȺ Ʌɭɤɶɹɧɨɜ ȼȺ Ɇɢɬɶɤɟɜɢɱ  
Ⱥȼ Ɇɨɪɨɡɨɜ ɡɚɦɟɫɬɢɬɟɥɶ ɝɥɚɜɧɨɝɨ ɪɟɞɚɤɬɨɪɚ   
ɋȺ ɇɟɞɨɫɩɚɫɨɜ ȼɋ ɉɪɚɫɨɥɨɜ ɌȺ ɉɪɨɧɢɧɚ ɨɬɜɟɬɫɬɜɟɧɧɵɣ ɫɟɤɪɟɬɚɪɶ
ɈɈ Ɏɚɜɨɪɨɜɚ Ⱥȼ Ɏɢɧɤɟɥɶɲɬɟɣɧ ɉɆ ɑɭɦɚɤɨɜ
Ɇɟɠɞɭɧɚɪɨɞɧɵɣ ɪɟɞɚɤɰɢɨɧɧɵɣ ɫɨɜɟɬ
ȿɝɨɪ ȼɚɫɟɰɤɢɣ Ɇɨɫɤɜɚ ȼɢɥɶɠɸɢɮ Ⱥɧɞɪɟɣ Ƚɭɞɤɨɜ Ȼɚɮɮɚɥɨ  
Ƚɪɢɝɨɪɢɣ ȿɧɢɤɨɥɨɩɨɜ Ʉɨɥɞ ɋɩɪɢɧɝ ɏɚɪɛɨɪ  ɘɥɢɹ Ʉɠɵɲɤɨɜɫɤɚ Ɇɚɧɧɝɟɣɦ  
Ⱥɥɟɤɫɟɣ Ʉɨɧɞɪɚɲɨɜ Ɇɨɫɤɜɚ ȿɜɝɟɧɢɣ Ʉɭɧɢɧ Ȼɟɬɟɫɞɚ
ɂɧɧɚ Ʌɚɜɪɢɤ ɇɨɜɨɫɢɛɢɪɫɤ Ɇɚɝɞɟɛɭɪɝ Ɋɭɫɥɚɧ Ɇɟɞɠɢɬɨɜ ɇɶɸ ɏɟɣɜɟɧ  
ɋɟɪɝɟɣ Ɇɢɪɤɢɧ Ɇɟɞɮɨɪɞ ȿɜɝɟɧɢɣ ɇɭɞɥɟɪ ɇɶɸ Ƀɨɪɤ
ȿɜɝɟɧɢɣ Ɋɨɝɚɟɜ Ɇɨɫɤɜɚ ȼɭɫɬɟɪ Ⱥɥɟɤɫɚɧɞɪ Ɋɭɞɟɧɫɤɢɣ ɇɶɸ Ƀɨɪɤ  
ȼɚɫɢɥɢɣ ɋɬɭɞɢɬɫɤɢɣ Ɇɨɫɤɜɚ Ɏɢɥɚɞɟɥɶɮɢɹ Ɇɢɯɚɢɥ ɒɟɪɦɚɧ Ⱥɪɢɷɥɶ  
Ɇɚɪɚɬ ɘɫɭɩɨɜ Ʉɚɡɚɧɶ ɋɬɪɚɫɛɭɪɝ
Ɋɟɞɚɤɰɢɹ
Ɂɚɜɟɞɭɸɳɚɹ ɪɟɞɚɤɰɢɟɣ ɂȺ ɍɫɚɧɨɜɚ
Ɋɟɞɚɤɬɨɪɵ ȿɘ Ⱦɦɢɬɪɢɟɜɚ Ʌȼ Ɇɨɱɚɥɨɜɚ
ȼɵɩɭɫɤɚɸɳɢɣ ɪɟɞɚɤɬɨɪ ȿɘ Ⱦɦɢɬɪɢɟɜɚ
ɀɭɪɧɚɥ ɜɤɥɸɱɟɧ ɜ ɛɢɛɥɢɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɢɟ ɛɚɡɵ ɞɚɧɧɵɯ
&KHPLFDO $EVWUDFWV &$6 ,QGH[ 0HGLFXV 0HGOLQH %LRORJLFDO DQG $JULFXOWXUHO ,QGH[  
&$% $EVWUDFWV 6&2386 0LFURELRORJ\ $EVWUDFWV 6HFWLRQ % +HDOWK DQG 6DIHW\ 6FLHQFH  
9LURORJ\ DQG $,'6 $EVWUDFWV
Ɍɟɥɟɮɨɧ ɪɟɞɚɤɰɢɢ   (PDLO MUPROELR#JPDLOFRP
 :HE VLWH KWWSZZZPROHFELRUX
Москва
ФГБУ «Издательство «Наука»
‹ Ɋɨɫɫɢɣɫɤɚɹ ɚɤɚɞɟɦɢɹ ɧɚɭɤ 
‹ Ɋɟɞɤɨɥɥɟɝɢɹ ɠɭɪɧɚɥɚ ³Ɇɨɥɟɤɭɥɹɪɧɚɹ ɛɢɨɥɨɝɢɹ´ 
    ɫɨɫɬɚɜɢɬɟɥɶ 

Том 58, номер 3, 2024
СОДЕРЖАНИЕ
ОБЗОРЫ
Транспорт мРНК в цитоплазме. Адаптеры связывания мРНК с моторными комплексами микротрубочек
Ю. А. Вдовина, С. Г. Георгиева, Д. В. Копытова 
335
Что актин и миозин делают в ядре: новые функции известных белков
А. А. Саидова, И. А. Воробьев 
349
Ксенографты Danio rerio в онкологии и персонализированной медицине
Н. А. Лунина, Д. Р. Сафина, С. В. Костров 
363
Рекомбинантные VLP-вакцины, синтезируемые в растительных системах экпрессии: современные 
тенденции и перспективы
С. М. Розов, Е. В. Дейнеко 
385
ГЕНОМИКА. ТРАНСКРИПТОМИКА
Метилирование генов длинных некодирующих РНК: SNHG6, SNHG12, TINCR при раке яичников
С. С. Лукина, А. М. Бурдённый, Е. А. Филиппова, Л. А. Урошлев, И. В. Пронина, Н. А. Иванова, 
М. В. Фридман, К. И. Жорданиа, Т. П. Казубская, Н. Е. Кушлинский, В. И. Логинов, Э. А. Брага 
403
Профиль метилирования ДНК при коморбидности аневризмы и атеросклероза восходящей аорты
И. А. Гончарова, А. А. Зарубин, С. А. Шипулина, Ю. А. Королёва, Д. С. Панфилов, Б. Н. Козлов, 
М. С. Назаренко 
414
Анализ транскриптома кишечника у имаго Drosophila melanogaster с нокдауном гена Gagr, 
доместицированного гена gag эррантивирусов
М. Л. Никитина, П. А. Миляева, И. В. Кузьмин, Л. Н. Нефедова 
425
МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ
Участие белков комплекса CPSF в полиаденилировании транскриптов,  
считываемых РНК-полимеразой III с SINE
И. Г. Устьянцев, О. Р. Бородулина, Д. А. Крамеров 
437
Белок Paip2 Drosophila melanogaster связывается с белком ENY2 и взаимодействует  
с комплексом TREX-2 в составе мРНП-частиц гистонов
М. М. Куршакова, А. Н. Краснов, Е. Н. Набирочкина, С. Г. Георгиева 
448
СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ  
БИОПОЛИМЕРОВ И ИХ КОМПЛЕКСОВ
Специфичность ArdA к различным системам рестрикции модификации I типа
А. А. Кудрявцева, А. В. Власов, Е. В. Зиновьев, Д. Д. Яновская,  
А. А. Уткина, С. М. Расторгуев, И. В. Манухов 
462
Биологические микрочипы на алюминиевой подложке с ячейками из щеточных полимеров
И. Ю. Шишкин, Г. Ф. Штылев, В. Е. Барский, С. А. Лапа, О. А. Заседателева, В. Е. Кузнецова, 
В. Е. Шершов, В. А. Василисков, С. А. Поляков, А. С. Заседателев, А. В. Чудинов 
469
Синтез бисбензоксазольного аналога Hoechst 33258 как потенциального GC-селективного ДНК-лиганда 
А. Ф. Арутюнян, М. С. Аксенова, А. А. Костюков, А. А. Cтомахин, Д. Н. Калюжный, А. Л. Жузе 
482

БИОИНФОРМАТИКА
Ревизия функционально значимых и активно экспрессирующихся длинных некодирующих РНК 
Д. О. Конина, М. Ю. Скоблов 
493

МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ, 2024, том 58, № 3, с. 335–348
ВВЕДЕНИЕ
В клетках эукариот процессы транскрипции 
и синтеза белка осуществляются в разных компартментах клетки. Транскрипция происходит в ядре, 
а затем синтезированная мРНК, несущая информацию о белке, экспортируется из ядра в цитоплазму. Большая часть мРНК равномерно без видимых 
особенностей распределяется по цитоплазме, это 
так называемая нелокализуемая мРНК. Направленное распределение мРНК особенно важно для 
нормального функционирования нейронов и формирования осевой симметрии в эмбриогенезе. 
В этих системах необходим направленный транспорт мРНК на большие расстояния и определенный паттерн их распределения. Подобные мРНК 
называются локализуемыми [1, 2].
Молекулы мРНК перемещаются в клетке в составе мРНП-частиц, в которых мРНК ассоциирована с белками, выполняющими различные функции. В цитоплазме локализуемая мРНК перемещается с помощью белков цитоскелета. Главным 
средством перемещения служат микротрубочки, 
обеспечивающие двунаправленный транспорт 
мРНП-частиц на большие расстояния. Во взаимодействии мРНК с моторными белками микротрубочек участвуют адаптерные белки, дефицит 
которых в клетке ведет к нарушению всего процесса транспорта локализуемой мРНК. К настоящему 
времени найдено небольшое количество адаптерных белков, но общие принципы их функционирования, степень универсальности или разнообразия 
не установлены.
Большинство известных адаптерных белков 
были описаны в ходе изучения эмбриогенеза и оогенеза у Drosophila melanogaster и Xenopus laevis [3, 4], 
а также роли транспорта мРНК в обеспечении нейрональных функций у млекопитающих [5]. Нарушения транспорта мРНК в этих процессах приводят к морфологическим дефектам развития [3, 6]
и ряду нейродегенеративных заболеваний [7, 8]. 
Обе модели давно изучаются и охарактеризованы 
на молекулярном уровне, а направленное движение мРНК к разным полюсам клеток делает их 
удобным инструментом для отслеживания движения мРНП-частиц.
В данном обзоре рассмотрена роль адаптерных 
белков в координации транспорта мРНК и механизм связывания как давно известных, так и новых 
адаптеров с моторными белками микротрубочек.
ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ 
МИКРОТРУБОЧЕК
Активный транспорт локализуемых мРНК 
в клетке происходит с помощью моторных белков 
по системам цитоскелета. Транспортными системами для перемещения молекул служат сети микротрубочек и актиновых филаментов. В большинстве 
DOI: 10.31857/S0026898424030018, EDN: JDPLWQ
Процесс локализации мРНК в цитоплазме клетки включает направленный транспорт мРНП-частиц 
с использованием системы микротрубочек. Этот транспорт опосредован и регулируется специфическими факторами – адаптерами между молекулами мРНК и моторными белками микротрубочек. 
Адаптеры являются ключевым звеном механизма транспорта мРНК, однако они остаются недостаточно изученными. В представленном обзоре рассмотрены адаптеры связывания мРНК в цитоплазме 
и механизмы их взаимодействия с моторными белками микротрубочек, особенности и значение адаптерных белков в транспорте мРНК в процессе оогенеза и в функционировании нейронов.
Ключевые слова: цитоплазматический транспорт, мРНП-частица, адаптеры РНК, микротрубочки
Поступила в редакцию 10.11.2023 г.
После доработки 02.12.2023 г.
Принята к публикации 06.12.2023 г.
aИнститут молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта Российской академии наук, Москва, 119991 Россия
*e-mail: yuvdov2020@gmail.com
© 2024 г. Ю. А. Вдовинаa, *, С. Г. Георгиеваa, Д. В. Копытоваa
ТРАНСПОРТ мРНК В  ЦИТОПЛАЗМЕ. АДАПТЕРЫ СВЯЗЫВАНИЯ 
мРНК С  МОТОРНЫМИ КОМПЛЕКСАМИ МИКРОТРУБОЧЕК
УДК 577.216
ОБЗОРЫ
Сокращения: GRD (glycine-rich domain) – глицин-богатый 
домен; HR (heptad repeat) – гептапептидный повтор; KH 
(K homology) – домен гомологии гяРНП К (hnRNP K); TPR 
(tetratricopeptide repeat) – тетратрикопептидный повтор; 
RRM (RNA recognition motif) – домен распознавания РНК.

 
МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ      том 58      № 3      2024
336 
ВДОВИНА и др.
случаев для внутриклеточного транспорта молекул 
на большие расстояния используется цитоскелет 
микротрубочек, в то время как актиновые филаменты чаще используются для перемещения молекул на короткие расстояния и для заякоривания 
их в месте локализации. Микротрубочки состоят 
из 13 протофиламентов, удерживающихся вместе 
с помощью многочисленных взаимодействий вдоль 
их боковой поверхности. Протофиламенты микротрубочек, состоящие из димеров α- и β-тубулина, 
расположены в определенной повторяющейся ориентации. Конец микротрубочки с открытой субъединицей β-тубулина называется (+)-концом, тогда 
как конец с открытой субъединицей α-тубулина 
называется (–)-концом. Во многих типах клеток 
микротрубочки выходят из немембранной органеллы, называемой центросомой. Внутри центросомы 
находятся многочисленные центры, организующие 
микротрубочки (ЦОМТ). Часто центросома находится рядом с ядром. В таких клетках (–)-концы 
микротрубочек располагаются внутри центросомы, а (+)-концы направлены на периферию клетки (рис. 1а). Организованная подобным образом 
микротрубочка по сути представляет собой поляризованную структуру.
В клетках млекопитающих направленный внутриклеточный транспорт изучают на поляризованных клетках, таких как нейроны и эпителиальные 
клетки. В нейронах, учитывая их значительные 
размеры, транспорт молекул по микротрубочкам 
осуществляется на большие расстояния. В большинстве нейронов микротрубочки растут из тела 
клетки по направлению к дистальному концу аксона, тогда как микротрубочки внутри дендритов 
этой же клетки имеют смешанную ориентацию – 
некоторые микротрубочки растут по направлению 
от тела клетки, в то время как другие берут начало 
на периферии отростка и растут по направлению 
к телу клетки [9] (рис. 1б). Таким образом, транспортная система микротрубочек в нейронах сильно 
поляризована. Моторные белки помогают доставлять по микротрубочкам не только белки, мРНК 
и органеллы по всей огромной длине аксона, но 
также способствуют сортировке различных “грузов” как по аксонам, так и по дендритам. Организация цитоскелета нейрональных микротрубочек 
облегчает оба эти процесса. Изучение аксонального транспорта и организации микротрубочек 
у Caenorhabditis elegans показало, что расстояние, 
пройденное “грузами” перед их конечной остановкой, определяется длиной микротрубочек, “грузы” 
часто останавливаются на концах микротрубочек 
[10] и локализуются на них. Все это делает транспорт молекул по микротрубочкам нейронов хорошей модельной системой для изучения внутриклеточного транспорта и локализации мРНК.
Большой интерес вызывает транспорт локализуемых мРНК в эмбриональном развитии и оогенезе 
D. melanogaster и X. laevis. Асимметричная локализация мРНК необходима для формирования структуры эмбриона D. melanogaster и разделения цитоплазмы на будущие соматические и зародышевые 
клетки. Полярность ооцита и будущего эмбриона 
зависит от точной локализации трех необходимых 
мРНК: gurken (grk), oskar (osk) и bicoid (bcd). Показано, что локализация всех трех мРНК зависит от 
активного транспорта вдоль микротрубочек. Однако и у D. melanogaster, и у млекопитающих, кроме 
уже изученных локализованных мРНК, существуют тысячи других, еще не изученных специфически локализованных мРНК. Ооцит содержит сеть 
микротрубочек, имеющих сложную и меняющуюся 
по мере его созревания полярную структуру с двунаправленным движением [11] (рис. 1в), и представляет собой прекрасную модельную систему для 
изучения транспорта локализуемых мРНК.
Движение молекул по системе микротрубочек 
осуществляют тубулинзависимые АТРазы – кинезин и динеин.
Кинезинзависимый транспорт
Кинезин обеспечивает антероградный транспорт, осуществляемый в направлении периферии 
клетки от (–)-концов к (+)-концам микротрубочек. 
Ретроградный транспорт имеет противоположное 
направление – в сторону центросом – и является 
динеинзависимым. Эти две системы транспорта 
различаются на уровне взаимодействия моторных 
комплексов с транспортируемыми молекулами.
Суперсемейство кинезинов (KIF) насчитывает 
десятки изоформ, чья высокая вариабельность способствует специфическому распознаванию целого 
спектра переносимых молекул [12]. В табл. 1 представлены субъединицы основных кинезинов, обеспечивающих движение молекул.
Классическим кинезином является кинезин-1 
(семейство KIF5), первый обнаруженный представитель этого суперсемейства [13, 14]. Кинезин-1 
представляет собой гетеротетрамер, состоящий из 
двух тяжелых (KHC) и двух легких цепей (KLC). 
N-концевые глобулярные моторные домены гомодимера KHC содержат сайты связывания микротрубочек и молекул АТР. C-концевые домены KHC 
взаимодействуют с KLC, которые, в свою очередь, 
отвечают за взаимодействие с адаптерными белками и переносимыми молекулами, а также участвуют в активации кинезина-1 [15]. В некоторых 
случаях KHC также принимают участие в связывании переносимых молекул. Например, в ооцитах 
D. melanogaster KHC могут напрямую эффективно 
связывать мРНК oskar при взаимодействии с белком aTm1 (atypical Tropomyosin1-I/C) [16]. Однако 
в остальных известных случаях кинезин-1 не взаимодействует с мРНК непосредственно – во взаимодействии с мРНК принимают участие адаптерные белки.

 
ТРАНСПОРТ мРНК В ЦИТОПЛАЗМЕ 
337
МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ      том 58      № 3      2024
ЭР
Ядро
Цитоплазма
Дендрит
Аксон
мРНК grk
мРНК osk
мРНК bcd
Ооцит
Ооцит
Реорганизация
микротрубочек
Трофоцит
Ядро
ЦОМТ
Микротрубочки
Актин
Трофоцит
Стадии 26
Стадии 78
Стадия 9
а
б
в
Рис. 1. Организация микротрубочек в различных типах клеток. Эукариотическая клетка – микротрубочки направлены от центра организации микротрубочек (ЦОМТ) к периферии клетки (а). Транспортная система микротрубочек 
в нейронах – в аксоне микротрубочки расположены в одной ориентации – к дистальному концу аксона; в дендритах – смешанная ориентация микротрубочек (б). Ооцит в процессе созревания – микротрубочки обеспечивают 
поляризацию ооцита и реорганизуются на различных стадиях (в). Актиновый цитоскелет обеспечивает клеточный 
каркас и участвует в закреплении “груза” в месте локализации. ЭР – эндоплазматический ретикулум. Полярность 
микротрубочек обозначена (+) или (–) (цитировано по [9, 11]).

 
МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ      том 58      № 3      2024
338 
ВДОВИНА и др.
Известен еще один комплекс, относящийся к другому семейству кинезинов, который принимает участие 
в транспорте мРНК. Кинезин-2 (семейство KIF3) – 
это гетеротример, состоящий из субъединиц KIF3А, 
KIF3В или KIF3С, а также кинезин-ассоциированного 
белка 3 (KAP3). Известно, что этот кинезиновый комплекс, как кинезин-1 и некоторые другие, участвует 
в транспорте мРНК в нейронах человека [17–19].
Динеинзависимый транспорт
Динеинзависимый транспорт в цитоплазме 
осуществляется лишь одним моторным комплексом, известным как цитоплазматический динеин-1 
(далее динеин). В его функции входит ретроградный транспорт по микротрубочкам различных органелл, мРНК и белковых комплексов, а также позиционирование ядра, сборка и фокусировка веретена деления в митозе [20].
Динеин представляет собой крупный димерный белковый комплекс, в состав мономера которого входят следующие субъединицы: тяжелые 
цепи (DHC), промежуточные цепи (DIC), легкие 
промежуточные цепи (DLIC) и легкие цепи (DLC) 
(табл. 2). Подобно кинезинам, динеин имеет моторный домен (С-концевой домен DHC) и “хвост” 
(N-концевой домен DHC). В моторной части белка 
Таблица 1. Субъединицы кинезиновых моторных комплексов
Комплекс
Homo sapiens
Mus musculus /
Rattus norvegicus#
Drosophila melanogaster
Кинезин-1 
(гетеротетрамер)
KIF5A/
/KIF5B/
/KIF5C (KHC)
Kif5a/
/Kif5b/
/Kif5c
Khc
KLC1/
/KLC2/
/KLC3/
/KLC4 (KLC)
Klc1/
/Klc2/
/Klc3/
/Klc4
Klc
Кинезин-2 (гетеротример)
KIF3A
Kif3a
Klp64D
KIF3B/KIF3C
Kif3b или Kif3c
Klp68D
KIFAP3 (KAP3)
Kifap3
Kap3
Кинезин-2 (гомодимер)
KIF17
Kif17
Kif3c
Кинезин-5 (гомотетрамер)
KIF11 (Eg5)
Kif11
Klp61F
#Номенклатура идентична для обоих организмов.
Таблица 2. Субъединицы комплекса цитоплазматического динеина
Белок
Homo sapiens
Mus musculus /
Rattus norvegicus#
Drosophila melanogaster
Тяжелая цепь динеина (DHC)*
DYNC1H1
Dync1h1
Dhc64C
Промежуточная цепь динеина (DIC)
DYNC1I1
DYNC1I2
Dync1i1
Dync1i2
sw
Легкая промежуточная цепь динеина 
(DLIC)
DYNC1LI1
DYNC1LI2
Dync1li1
Dync1li2
Dlic
Легкие цепи динеина (DLC)  
(три семейства):
Tctex1
DYNLT1
DYNLT3
Dynlt1
Dynlt3
Dlc90F
Roadblock
DYNLRB1
DYNLRB2
Dynlrb1
Dynlrb2
robl
LC8
DYNLL1
DYNLL2
Dynll1
Dynll2
ctp
#Номенклатура идентична для обоих организмов.
 *В скобках указано общее сокращенное название субъединицы. Все субъединицы динеина являются димерами одной 
из представленных в таблице изоформ.

 
ТРАНСПОРТ мРНК В ЦИТОПЛАЗМЕ 
339
МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ      том 58      № 3      2024
расположен домен связывания с микротрубочками, а также кольцо из ААА-доменов, АТРазная активность которых способствует движению динеина 
вдоль микротрубочек. N-концевая область динеина участвует в его димеризации и опосредованном 
связывании молекул [21, 22].
Функционирование моторного комплекса динеина представляет собой сложно регулируемый 
процесс, зависящий от таких кофакторов, как динактиновый комплекс, BicD и Hook, Lis1 и NudE 
и других, еще не изученных белков [23–31].
ЗНАЧЕНИЕ АДАПТЕРОВ В КООРДИНАЦИИ 
ТРАНСПОРТА мРНК В ЦИТОПЛАЗМЕ
Наиболее хорошо изучено распределение локализуемой мРНК, имеющей определенный паттерн 
распределения. Направленный транспорт молекул 
мРНК, доставляемых по микротрубочкам к месту 
локализации, определяется их взаимодействием 
с адаптерными белками. В транспорте мРНП-частицы адаптерами служат РНК-связывающие белки, распознающие в мРНК сигнал локализации, 
также называемый zip-кодом [32]. Взаимодействие zip-кода со специфическим адаптером приводит к направленному движению мРНК-носителя, заданному свойствами адаптера. Определение 
zip-кодов мРНК затруднено тем, что консенсусная 
белоксвязывающая последовательность РНК очень 
вырождена, поэтому важную роль играет также 
сложная вторичная структура РНК. С другой стороны, хорошо охарактеризованы лишь немногие 
РНК-связывающие домены адаптеров, а многие 
еще не известны [32–34]. Вследствие этого на сегодняшний день описано очень мало механизмов 
транспорта мРНК. Факторы, необходимые для 
локализации мРНК, изучают, как правило, в системах, где необходим направленный транспорт на 
большие расстояния – в ооцитах и нейронах.
Транспорт мРНК в  оогенезе  
и  раннем эмбриогенезе
В процессе оогенеза происходит активный 
транспорт локализуемых мРНК, что ведет к поляризации ооцита и формированию осей развития эмбриона. Эти процессы хорошо изучены у D. melanogaster на примере локализации таких ключевых мРНК, как bicoid, gurken, oskar, 
К10 и staufen [2].
Egalitarian. Наиболее известен и детально описан механизм взаимодействия с динеин-динактиновым моторным комплексом активирующего адаптера Bicaudal-D (BicD) и адаптера РНК 
Egalitarian (Egl) у D. melanogaster [35] (рис. 2).
Адаптер РНК Egl распознает и напрямую связывается с сигналом локализации определенных 
мРНК, таких как K10, hairy и gurken [36]. Малейшее нарушение в связывании РНК с Egl ведет к нарушениям в локализации мРНК и, как следствие, 
к аномалиям в развитии эмбриона [37].
Существуют две модели активации динеинзависимого транспорта in vivo мРНК hairy и K10. Согласно первой модели, мРНК сама инициирует 
сборку моторного комплекса, регулируя взаимодействие BicD-Egl. Связанный с молекулой мРНК 
димер Egl эффективно взаимодействует с BicD 
и таким образом выводит его из состояния аутоингибирования. В результате такого разблокирования свободный N-конец BicD (BicD-N) вступает 
во взаимодействие с динеин-динактиновым комплексом и активирует его [38, 39].
3'HTO мРНК К10/hairy
()
BicD
Egl
2x
Динактин
хвост
1
380
647
782
1
79
963 969
LC8
Динеин
MT
Рис. 2. Механизм взаимодействия мРНК K10/hairy с белками Egl-BicD и динеин-динактиновым моторным комплексом в зародышевых клетках D. melanogaster. На схеме обозначена 3'-нетранслируемая область (3'-НТО) мРНК, 
адаптеры РНК, моторные белки и микротрубочки (МТ). Двусторонние стрелки показывают известные белок-белковые или РНК-белковые взаимодействия. Домены белков обозначены линиями черного цвета. Длина указана в аминокислотах. Стрелка указывает направление движения моторного комплекса по микротрубочкам.

 
МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ      том 58      № 3      2024
340 
ВДОВИНА и др.
Согласно другой модели, Egl взаимодействует 
с субъединицей LC8 DLC динеина [40]. Предполагается, что это взаимодействие приводит к димеризации Egl и увеличению его сродства к мРНК, что, 
в свою очередь, стимулирует дальнейшие этапы по 
взаимодействию мРНК-Egl с комплексом динеин-динактин-BicD-N [41, 42]. Поскольку комплекс 
динеин-динактин-BicD-N представляет собой минимальную рабочую систему движения по микротрубочкам in vitro как у Drosophila, так и у млекопитающих, высока вероятность эволюционной консервативности данного механизма [38].
Staufen и aTm1. Динеинзависимый транспорт 
мРНП-частиц ассоциирован с кинезинзависимым 
транспортом. Изучение транспорта мРНК oskar 
в зародышевых клетках D. melanogaster показало, 
что переключение направления транспорта может 
регулироваться сменой РНК-связывающих адаптеров (рис. 3).
На первом этапе динеин переносит мРНК oskar 
из трофоцитов в ооцит, взаимодействуя с белками 
BicD-Egl [43, 44]. Дальнейший транспорт мРНК 
oskar к заднему полюсу ооцита обеспечивают кинезин-1, адаптер РНК Staufen и стабилизирующий 
адаптер aTm1 [16, 45, 46].
Кинезин-1 связывается с мРНК oskar еще в трофоцитах и активируется позднее в ооците, когда 
присоединение Staufen вызывает диссоциацию Egl 
и, как следствие, инактивацию комплекса BicD-динеин [47, 48]. Показано, что оба адаптера связывания мРНК, Egl и Staufen, имеют перекрывающиеся 
сайты связывания на мРНК oskar [49–51]. Интересно, что именно Egl способствует накоплению 
в ооците своего конкурента Staufen, поскольку 
опосредует транспорт мРНК stau, кодирующей 
Staufen [48]. В работе Gáspár и соавт. показано, 
что Staufen заменяет в мРНП-комплексе адаптер 
мРНК динеинзависимого транспорта [48], однако 
возможно, что для функционирования в кинезинзависимом транспорте, кроме Staufen, необходим 
еще один адаптер – aTm1.
Взаимодействие Staufen с кинезином было 
описано ранее при изучении транспорта Vg1-содержащей РНП-частицы у X. laevis [52]. Помимо 
транспорта мРНК oskar, Staufen участвует также 
в транспорте целого ряда других эмбриональных 
транскриптов у  D. melanogaster, включая мРНК 
bicoid в ооците и мРНК prospero в нейробластах 
[49, 53, 54]. Кроме того, ортологи Staufen (Stau1 
и Stau2) принимают участие в транспорте мРНК 
в нейронах млекопитающих [55, 56]. Таким образом, есть основания полагать, что Staufen-опосредованный транспорт мРНП-частиц является распространенным и эволюционно консервативным.
Транспорт мРНК в  нейронах
Интенсивный транспорт молекул в нейронах 
обеспечивает их стабильную работу. Нейроны состоят из нескольких основных отделов – клеточного тела, дендритов и аксона. Локальная трансляция мРНК в дистальных отделах требует перемещения мРНП-частиц на большие расстояния по 
3'HTO мРНК oskar
Khc
aTm1
()
Egl
Трофоциты
(Динеинзависимый транспорт)
835
941
848
902
247
334
246
1
Динеин-Динактин-BicD
Динеин-Динактин-BicD
3'HTO мРНК oskar
Khc
Staufen
Staufen
aTm1
Egl
Ооцит
(+)
?
?
?
(Кинезинзависимый транспорт)
835
941
848
902
247
334
246
1
Рис. 3. Переключение направления транспорта мРНК oskar в зародышевых клетках D. melanogaster. На схеме обозначена 3'-нетранслируемая область (3'-НТО) мРНК, адаптеры РНК, моторные белки и микротрубочки (МТ). Двусторонние стрелки показывают известные белок-белковые или РНК-белковые взаимодействия. Домены белков обозначены линиями черного цвета. Длина указана в аминокислотных остатках. Стрелка указывает направление движения 
моторного комплекса по микротрубочкам.

 
ТРАНСПОРТ мРНК В ЦИТОПЛАЗМЕ 
341
МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ      том 58      № 3      2024
микротрубочкам [57–59]. Изучение механизмов 
нейронального транспорта мРНП-частиц необходимо для понимания патогенеза и возможного 
лечения неврологических заболеваний человека [58, 60, 61]. Интерес к нейрональному транспорту повышался по мере технического развития методов молекулярной визуализации in vivo и работы 
с одиночными клетками и молекулами.
SFPQ. Адаптерными функциями обладает фактор сплайсинга SFPQ/PSF (Splicing factor proline- 
and glutamine-rich). Ранее было показано, что SFPQ 
входит в состав мРНП-частиц, транспортируемых 
кинезином-1 (KIF5) в нейронах, однако функция 
SFPQ оставалась неизвестной [62]. Изучение механизма SFPQ-зависимого транспорта мРНП-частиц 
и его участия в жизнеобеспечении аксонов выявило молекулярные механизмы, лежащие в основе 
дегенерации аксонов на ранних стадиях нейродегенеративных заболеваний [63]. Выяснилось, что 
SFPQ связывается с мРНК и тетрамером моторного комплекса кинезина-1 для транспортировки мРНП-частицы SFPQ к дистальным отделам аксонов 
[19, 64] (рис. 4).
Во взаимодействии с SFPQ принимают участие 
вариабельные С-концевые участки как KIF5A, так 
и KLC1 кинезина-1 [19]. В суперспиральном участке SFPQ располагается “Y-мотив”, характерный 
для адаптеров, взаимодействующих с KLC1. Мутация центрального тирозина в этом мотиве нарушает связывание SFPQ с TPR-доменом KLC1 [19, 65]. 
Взаимодействие двух белков может регулироваться 
также фосфорилированием KLC1 и предварительным взаимодействием SFPQ с мРНК. Известными 
мРНК, переносимыми SFPQ, являются мРНК bclw 
и lmnb2. Нарушение их аксональной локализации 
ведет к гибели аксонов [19, 64]. Одной из известных причин их неверной локализации является 
мутация R280H в моторном домене KIF5A. Эта 
мутация в консервативном сайте кинезина-1 нарушает SFPQ-зависимый транспорт и ассоциирована 
с классической формой наследственной нейропатии – болезнью Шарко–Мари–Тута [19].
TDP-43. SFPQ и другие адаптерные белки часто колокализуются в нейронах. Их функции связывают с поддержанием гомеостаза нейронов, патогенезом бокового амиотрофического склероза 
и лобно-височной дегенерации. Объединяет эти 
заболевания нарушение функций белка TDP-43 
(TAR DNA binding protein, 43 kDa) и его накопление в цитоплазме [66–68]. TDP-43 участвует в сплайсинге, а также, как адаптер, отвечает за 
транспорт мРНК по микротрубочкам и регуляцию 
трансляции в аксонах (мРНК Nefl) [69] и дендритах (мРНК Rac1, GluR1, Map1b, CamKII) [70, 71]. 
Ортологи TDP-43 различных организмов могут 
функционально замещать друг друга, что указывает на консервативность его функций. Известен 
ряд мутаций в TDP-43, вызывающих нарушения 
транспорта мРНП-частиц в аксонах двигательных 
нейронов, что приводит к развитию бокового амиотрофического склероза [69].
Недавно выявили колокализацию TDP-43 
и мРНК-свя зывающих адаптеров FMRP 
и Staufen1/2 в дендритах нейронов мыши. По результатам микроскопического анализа и биохимических экспериментов предложена модель их 
3'HTO мРНК bclw
SFPQ
KLC1
KIF5A
524
205
502
80
150
HR
TPR 16
529
Y-мотив
MT
(+)
Рис. 4. Механизм взаимодействия мРНК bclw с SFPQ и кинезиновым моторным комплексом в сенсорных нейронах 
спинномозгового ганглия R. norvegicus. На схеме обозначена 3'-нетранслируемая область (3'-НТО) мРНК, адаптеры 
РНК, моторные белки и микротрубочки (МТ). Двусторонние стрелки показывают известные белок-белковые или 
РНК-белковые взаимодействия. Домены белков обозначены линиями черного цвета. Длина указана в аминокислотных остатках. Стрелка указывает направление движения моторного комплекса по микротрубочкам. TPR – тетратрикопептидный повтор, HR – гептапептидный повтор.