Движущая сила клеточных «белковых фабрик» идентифицирована

Исследователи из Кембриджского университета определили движущую силу клеточного процесса, связанного с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона и БАС.

Ключевой игрок — лизосомы

• Эндоплазматический ретикулум (ЭР) — это крупнейшая органелла клетки, «фабрика» по производству и модификации белков. Он имеет динамичную сетчатую структуру, которая постоянно меняет форму и перемещается по клетке.
• С помощью суперразрешающей микроскопии ученые обнаружили, что движущей силой этих перемещений ЭР являются лизосомы — мелкие мембранные структуры, выполняющие функции «сенсоров» и центров утилизации клетки.
• Лизосомы (их может быть до 1000 в клетке) активно перемещаются, буквально «тянув» за собой сеть ЭР, как локомотивы. Это обеспечивает быструю доставку ЭР в нужные области клетки в ответ на стимулы.

Методы и открытия

• Для наблюдений использовались высокоскоростные методы микроскопии и алгоритмы машинного обучения, позволившие в реальном времени анализировать процессы в живой клетке.
• В нейронах было показано, что лизосомы легко перемещаются по длинным аксонам и «тащат» за собой ЭР. Нарушение этого процесса вредит развитию нейронов.
• Лизосомы также действуют как «ремонтные двигатели», восстанавливая разрывы в сети ЭР.
• В эксперименте лизосомы, уловив сигнал (наличие питательных веществ), двигались к нему, формируя локальный ответ ЭР.

Значение для медицины

• Нарушение способности ЭР эффективно достигать всех участков клетки связано с болезнями Паркинсона, Альцгеймера, Хантингтона и БАС.
• Новое понимание роли лизосом в управлении структурой ЭР в ответ на метаболические сигналы критически важно для изучения механизмов этих заболеваний, связанных с накоплением поврежденных белков.
• Следующим шагом команды является изучение дисфункции ЭР при болезнях Паркинсона и Альцгеймера.