Маленькі помічники з очищення клітин

Які білки підтримують природний процес переробки в організмі

маленькі

У дріжджовій клітині клітинні відходи (пурпурового кольору) огороджені автофагосомними мембранами (зелені).

15.08.2018: Клітини збирають, розкладають та переробляють зайвий або пошкоджений клітинний матеріал. Цей процес, який називається аутофагією, важливий, оскільки клітинні відходи шкідливі для всього організму, якщо накопичуються в клітинах. Як і при переробці побутових відходів, автофагія вимагає певних механізмів та елементів. Команда під керівництвом проф. Клодін Крафт з Інституту біохімії та молекулярної біології Університету Фрайбурга та Левент Бас з Інституту біохімії та клітинної біології Віденського університету/Австрії отримали нові уявлення про роль білків у злитті аутофагосом та вакуолей, що має важливе значення для очищення клітин.

Під час процесу аутофагії пошкоджені частини клітини, невикористані білки або інші клітинні залишки потрапляють у міхур, який називається аутофагосомою, як і побутові відходи. Везикули транспортуються до лізосоми ссавців або до вакуолей, клітинних органел, дріжджів і рослин. Ці органели виконують аналогічну мету як фабрики переробки: вони розщеплюють матеріал, принесений аутофагосомами, з тим, щоб його окремі компоненти можна було використовувати повторно. Численні білки ініціюють і регулюють процес у клітинах: на сьогодні виявлено понад 40 різних. Однак їх молекулярна функція все ще в значній мірі невідома. Також ще не було відомо, як аутофагосоми та вакуолі зуміють правильно злити свої мембрани, щоб клітинні відходи могли бути перероблені.

У своїй поточній публікації фрейбурзький біохімік дає можливе пояснення: щоб зрозуміти вимоги до злиття аутофагосом-вакуоль, Крафт та Бас та їх команда змоделювали процес у лабораторії. Вони відокремили вакуолі, аутофагосоми та внутрішньоклітинну рідину від дріжджових клітин і створили середовище, в якому злиття можна спостерігати in vitro, тобто поза живим організмом.

Загалом для злиття мембран потрібні чотири зв’язані так звані SNARE білки. Вчені Крафта тепер змогли підтвердити, що злиття аутофагосом-вакуоля - це також процес, який керується білками SNARE, і що три раніше відомі SNARE діють під час процесу злиття. Вони також виявили четвертий SNARE, який їм потрібен, під назвою Ykt6. Результати допомагають краще зрозуміти аутофагію та її молекулярні процеси. І завдяки їх новому розробленому підходу in vitro, подальші білки, які діють у процесі злиття, можуть бути ідентифіковані в майбутньому.

Оригінальна публікація:Левент Бас, Даніель Папінський, Марія Лічева, Раффаела Торглер, Сабріна Рорінгер, Мартіна Шушніг та Клодін Крафт; "Реконституція виявляє Ykt6 як аутофагосомний SNARE при аутофагосомному злитті вакуолі"; J Клітинна біологія; 2018 рік