Выявлен механизм запуска аутофагии
Международная исследовательская группа под руководством Университета Осаки определила новый механизм, критически важный для инициации аутофагии — процесса саморазрушения, который клетки используют для устранения ненужных или повреждённых компонентов. В последние годы аутофагия также признана за её роль в старении и регуляции продолжительности жизни.
Во время аутофагии внутриклеточные молекулы и структуры заключаются в мембраносвязанную структуру, известную как аутофагосома, которая впоследствии разрушается в лизосомах. Хорошо известно, что формирование аутофагосомы включает скоординированное действие множества белков, связанных с аутофагией.
Ранее группа показала, что формирование аутофагосомы происходит на мембране эндоплазматического ретикулума вблизи митохондрий внутри клеток. Они также обнаружили, что комплекс PI3K, белок, связанный с аутофагией, необходим для этого процесса. Активность комплекса PI3K контролируется комплексом ULK1.
Известно, что комплекс ULK1 перемещается из цитоплазмы к мембране эндоплазматического ретикулума, где формируются аутофагосомы в начале аутофагии. Однако лежащий в основе механизм и значение этого процесса до сих пор не были полностью понятны.
В статье, опубликованной в Nature Communications, исследовательская группа показала, что пальмитоилирование ULK1 запускает серию реакций, инициирующих аутофагию.
Команда определила ZDHHC13, фермент пальмитоилирования, как ключевого игрока в этом процессе, в ходе поиска внутриклеточных факторов, участвующих в инициации аутофагии.
Мутации ZDHHC13 связаны с различными заболеваниями, включая болезнь Хантингтона, в то время как аутофагия также вовлечена в развитие и прогрессирование таких состояний, как рак и нейродегенеративные расстройства.
Старший автор Махо Хамасаки пояснила: "Наша команда обнаружила, что ZDHHC13 пальмитоилирует ULK1, тем самым локализуя комплекс ULK1 в местах формирования аутофагосом. Это пальмитоилирование также участвует в фосфорилировании белка ATG14L в составе комплекса PI3K, что, в свою очередь, регулирует активность комплекса PI3K".
Понимание молекулярных механизмов, запускающих аутофагию, позволит углубить знания о связанных с ней заболеваниях.
Ведущий автор Кейсуке Табата добавил: "Аутофагия не только обеспечивает источник питательных веществ за счёт внутриклеточной деградации, но и играет решающую роль в поддержании нормальной клеточной функции и предотвращении различных патологий. Мы продолжим исследовать, как начинается аутофагия, углубляя понимание механизмов, лежащих в основе связанных заболеваний".