Белки-«изгои» служат бактериям наследственной памятью о токсическом стрессе
Белковые агрегаты (скопления неправильно свернутых белков) обычно ассоциируются с болезнями вроде Альцгеймера и Паркинсона. Однако новое исследование на бактериях Escherichia coli показывает, что наследование таких агрегатов дочерними клетками может защищать их от тех же токсических воздействий, которые вызвали образование агрегатов у родительских клеток. Таким образом, агрегаты служат своего рода унаследованной памятью, повышающей устойчивость потомства.
Ключевые результаты исследования
- Индукция агрегатов: Ученые вызвали образование белковых агрегатов в E. coli, подвергнув клетки воздействию тепла, антибиотиков или перекиси водорода.
- Асимметричное наследование: При делении бактериальной клетки агрегат переходил только в одну из двух дочерних клеток.
- Повышенная устойчивость: Когда через несколько поколений клетки снова подвергались стрессу, те из них, что унаследовали агрегат, демонстрировали более высокую выживаемость и быстрее восстанавливались, чем их «сестры» без агрегата.
- Эффект структуры, а не состава: Такой же защитный эффект вызывала экспрессия инертного, но склонного к агрегации белка. Это указывает, что выживаемость повышает сам факт наличия агрегата, а не его специфический белковый состав.
- Механизм защиты: Клетки с агрегатами содержали больше защитных белков еще до повторного воздействия стресса, что, по мнению авторов, и объясняет их повышенную устойчивость.
Значение работы
Исследование меняет взгляд на белковые агрегаты, показывая их потенциал для повышения клеточной устойчивости, а не только неизбежно вредную роль. Поскольку агрегаты могут сохраняться и передаваться многим поколениям как физическое напоминание о перенесенном стрессе, они могут служить долговременной эпигенетической памятью у прокариот.
«Наши данные указывают на потенциал белковых агрегатов для повышения клеточной устойчивости, в противовес преобладающему мнению, что они неизбежно вредны для здоровья клетки», — отмечает соавтор работы Абрам Аертсен.