Уточнение механизма формирования аутофагосом с помощью гибкой сети

Исследовательская группа под руководством профессора Хоккайдского университета Нобуо Ноды впервые реконструировала процесс инвагинации мембраны, необходимый для образования аутофагосом, in vitro. Показано, что этот процесс опосредован белком Atg8, играющим центральную роль в аутофагии, и группой ферментов, осуществляющих его липидацию.

Аутофагия — это механизм, разрушающий и повторно использующий вредные или ненужные вещества в клетках. Ранее было известно, что Atg8 и ответственные за его липидацию ферменты E1, E2 и E3 играют центральную роль в аутофагии, но их роль в формировании аутофагосом, особенно в процессе формирования их формы, была плохо изучена.

В экспериментах in vitro группа обнаружила, что инвагинация мембран происходит при наличии всех липидированных Atg8 и ферментов E1-E2-E3. В это время высокоскоростная атомно-силовая микроскопия и анализ ЯМР показали, что эти белки образуют на мембранах гибкие надмолекулярные комплексы через внутренне неупорядоченные области.

Кроме того, эксперименты на дрожжах подтвердили, что фермент E1, внутриклеточная локализация которого ранее была неизвестна, также локализуется на мембране во время образования аутофагосом вместе с Atg8 и ферментами E2 и E3. Эти результаты показывают, что эти белки работают вместе для формирования аутофагосом.

Это исследование проливает свет на новый механизм образования аутофагосом и, как ожидается, приведет к разработке лекарств, специфически регулирующих аутофагию. Результаты опубликованы в журнале Nature Structural & Molecular Biology.

Исследование поддержано программой JST CREST «Пространственно-временная динамика внутриклеточных компонентов». В этой области исследователи стремятся к комплексному пониманию клеток путем наблюдения и измерения динамики надмолекулярных структур в клетках, от супрамолекулярных комплексов до органелл и мембраносвободных органелл, и анализа их функциональных корреляций.