Новые данные о роли белков в процессе аутофагии

Клетки собирают, разлагают и перерабатывают избыточные или поврежденные клеточные компоненты. Этот процесс, известный как аутофагия, важен, так как накопление клеточных отходов может быть вредным для всего организма. Как и утилизация бытовых отходов, аутофагия требует определенных механизмов и элементов. Команда под руководством проф. Клодин Крафт из Института биохимии и молекулярной биологии Университета Фрайбурга и Левента Баса из Института биохимии и клеточной биологии Венского университета получила новые данные о роли белков в слиянии аутофагосом и вакуолей. Результаты опубликованы в Journal of Cell Biology (JCB).

Во время аутофагии поврежденные клеточные компоненты, неиспользуемые белки и другие отходы заключаются в везикулу — аутофагосому. У млекопитающих эти везикулы транспортируются к лизосомам, а у дрожжей и растений — к вакуолям. Эти органеллы выполняют функцию перерабатывающего завода: они разлагают содержимое аутофагосом, чтобы компоненты можно было использовать повторно. Процесс инициируют и регулируют многочисленные белки: уже идентифицировано более 40 различных типов. Однако их молекулярные функции в значительной степени неизвестны. Также до сих пор не было понятно, как аутофагосомы сливаются с вакуолями для переработки отходов.

В новой работе биохимики предлагают возможное объяснение. Чтобы понять, что необходимо для слияния аутофагосом и вакуолей, команда Крафт и Баса воспроизвела процесс в лаборатории. Они выделили вакуоли, аутофагосомы и внутриклеточную жидкость из клеток дрожжей и создали среду, в которой слияние можно было наблюдать in vitro, то есть вне живого организма.

Как правило, для слияния мембран требуются четыре связанных белка, известных как SNARE-белки. Исследователям удалось подтвердить, что слияние аутофагосом и вакуолей также является процессом, управляемым SNARE-белками, и что в нем участвуют три уже известных SNARE. Они также обнаружили четвертый необходимый SNARE, названный Ykt6.

Эти результаты помогают лучше понять аутофагию и лежащие в ее основе молекулярные процессы. Благодаря новому подходу in vitro в будущем станет возможным идентифицировать другие белки, участвующие в процессе слияния.