Учёные обнаружили путь самоуничтожения у дрожжей
Клетки некоторых видов дрожжей подвергаются процессу, похожему на самоуничтожение, после определённых видов стресса, согласно новому исследованию учёных из Школы общественного здравоохранения Джонса Хопкинса.
Результаты показывают, что у этих одноклеточных организмов, считающихся одними из древнейших форм жизни, существуют запрограммированные или регулируемые механизмы клеточной смерти, подобные известным у животных и других сложных организмов. Будущие препараты для лечения дрожжевых и других грибковых инфекций могут нацеливаться на такие механизмы.
Исследование опубликовано 12 апреля в Cell Reports.
Программируемая смерть у простейших
"Программируемая" или "регулируемая" клеточная смерть хорошо известна у животных клеток. Учёные предполагали, что такие механизмы есть только у более сложных организмов. Однако новое исследование нашло первые убедительные доказательства существования одного из таких механизмов у одноклеточных дрожжей.
Роль белкового комплекса AP-3
Исследователи обнаружили, что кратковременная тепловая обработка модельного организма Saccharomyces cerevisiae убивает лишь часть клеток и с большой задержкой. Системное "выключение" отдельных генов показало, что отсутствие определённых генов делает клетки более устойчивыми к гибели.
Эти гены были связаны с четырёхбелковым комплексом в клетках дрожжей под названием AP-3. Эксперименты подтвердили: когда AP-3 функционирует нормально, клетки погибают после теплового стресса, но остаются относительно невредимыми, когда AP-3 не работает.
Механизм саморазрушения
В норме AP-3 действует как переносчик различных белков в вакуоли — "пузырьки", заполненные кислой средой и ферментами, расщепляющими белки. Учёвыяснили, что определённые белки, доставленные AP-3 в вакуоли перед тепловым стрессом, под действием температуры повреждают вакуоли. Это приводит к утечке их агрессивного содержимого, которое быстро разрушает клетку дрожжей.
Без доставки этого "смертельного груза" комплексом AP-3 процесс не запускается, и клетка с гораздо большей вероятностью выживает.
Универсальный путь и патогенные дрожжи
Этот же процесс клеточной смерти происходит при воздействии на S. cerevisiae умеренных доз других стрессоров — уксусной кислоты и перекиси водорода. И в этих случаях процесс блокируется, а выживаемость клеток повышается при отсутствии AP-3.
Исследователи также показали, что не только S. cerevisiae, но и патогенные дрожжи Cryptococcus neoformans (ежегодно вызывающие сотни тысяч смертей во всём мире) становятся устойчивее к летальному действию таких стрессоров при отсутствии AP-3.
Значение открытия
Результаты указывают, что у некоторых видов дрожжей существует как минимум один регулируемый, AP-3-зависимый путь клеточной смерти. Это продвигает понимание биологии дрожжей и других грибов и указывает на возможность разработки методов лечения, которые усиливают или используют эти пути для уничтожения болезнетворных грибов.