Аутофагия разрушает жидкие капли, но не агрегаты белков

Исследователи из Института химии микробов при поддержке JST обнаружили, что аутофагия эффективно и избирательно разрушает белки в состоянии жидких капель, образованных в результате жидкофазного разделения, но плохо справляется с деградацией белков в агрегированном или твёрдом состоянии.

Аутофагия — один из механизмов деградации клеточных белков. Существует её избирательная форма, которая нацелена на конкретные белки и органеллы. Предполагалось, что она предотвращает развитие болезней, но состояние белков, при котором они эффективно разрушаются, было неясно.

Используя в качестве модели избирательную аутофагию белка Ape1 в дрожжах, группа успешно воссоздала in vitro процесс его изоляции липидной мембраной. Выяснилось, что белок Ape1 эффективно изолируется мембраной с помощью белков Atg8 и рецепторов, когда он образует капли, но не изолируется, когда образует агрегаты.

Это открытие показывает, что одной активации аутофагии недостаточно для профилактики нейродегенеративных и других заболеваний, связанных с накоплением аномальных белков. Важно разрабатывать препараты, превращающие агрегаты в капли. Это может привести к открытию лекарств, нацеленных на механизм жидкофазного разделения.

Впервые доказано, что этап изоляции целевого белка в избирательной аутофагии может осуществляться только белками Atg8 и рецепторами. Поскольку аутофагия также избирательно разрушает митохондрии, другие органеллы и патогенные бактерии, аналогичный механизм может работать и в этих случаях. Разработанная in vitro система будет способствовать изучению механизмов избирательной аутофагии для самых разных мишеней.