Роль белка Atg2 в прикреплении преаутофагосомных мембран к эндоплазматическому ретикулуму
Исследователи из Токийского технологического института проанализировали функцию белка Atg2 и обнаружили, что он осуществляет прикрепление (тетеринг) мембраны преаутофагосомы к эндоплазматическому ретикулуму во время формирования аутофагосомы.
Аутофагия — это механизм деградации клеточных компонентов, высоко консервативный от дрожжей до человека. При индукции аутофагии появляется изоляционная мембрана, которая расширяется, захватывает материал и замыкается, образуя двухмембранный пузырёк — аутофагосому. Многие белки Atg участвуют в этом процессе, но их конкретные роли часто неизвестны.
Основные достижения исследования
Объект: Белок Atg2 у дрожжей Saccharomyces cerevisiae (1592 аминокислоты, без предсказанных функциональных доменов).
Известно: Atg2 образует комплекс с белком Atg18 (связывается с PI3P) и позже других локализуется в месте формирования аутофагосомы. Его конкретная функция была неизвестна.
Метод: Сравнение последовательностей, создание мутантных вариантов Atg2 (фокус на N- и C-концевых областях) и оценка активности аутофагии.
Результаты:
- Критически важные для функции области находятся на N- и C-концах белка Atg2.
- In vitro эксперименты с липосомами показали, что оба конца Atg2 способны связываться с мембраной, и белок может сшивать две мембранные структуры.
- C-концевая область необходима для связывания Atg18 с мембранами, содержащими PI3P, и для локализации комплекса Atg2-Atg18 в сайт формирования аутофагосомы.
- N-концевая область играет ключевую роль после локализации комплекса и, вероятно, участвует в ассоциации Atg2 с эндоплазматическим ретикулумом.
Предложенная модель: Atg2, используя свои два мембраносвязывающих региона, прикрепляет преаутофагосомные мембраны (предшественники аутофагосом) к эндоплазматическому ретикулуму, инициируя формирование аутофагосомы и опосредуя расширение мембраны.
Перспективы
- Работа подтверждает модель, согласно которой эндоплазматический ретикулум поставляет мембрану для формирования аутофагосомы.
- Остаются неясными механизмы расширения мембраны и транспорта липидов.
- Детальный анализ того, где и как Atg2 связывается с ретикулумом, может раскрыть механизм роста аутофагосомы.
- Понимание механизма формирования аутофагосомы важно, так как аутофагия связана с нейродегенеративными заболеваниями и раком, и может помочь в поиске лекарств.