Ученые обнаружили новый механизм эндоцитарного рециклинга с "поцелуй-и-беги" слиянием мембран
Эндоцитоз и рециклинг контролируют поглощение и возврат различных материалов в эукариотических клетках. Помимо относительно хорошо изученных "быстрого" и "медленного" тубуловезикулярных путей рециклинга, другие пути оставались в значительной степени неизвестными.
Исследовательская группа под руководством доктора Хэ Каньмина из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук идентифицировала новый механизм эндоцитарного рециклинга, использующий слияние мембран по типу "поцелуй-и-беги". Ученые назвали этот механизм clathrin-associated fast endosomal recycling pathway (CARP).
Этот новый путь использует особый набор молекулярных механизмов для генерации рециклирующих носителей и облегчения неожиданного слияния мембран "поцелуй-и-беги". Исследование "Clathrin-associated carriers enable recycling through a kiss-and-run mechanism" было опубликовано в Nature Cell Biology 19 сентября 2024 года.
Как был обнаружен новый путь
Используя липидный биосенсор, который селективно распознает клатрин-ассоциированные структуры, содержащие PI(4,5)P2, исследователи выявили популяцию структур, положительных по сенсору, но отрицательных по AP2, которые транзиторно посещают плазматическую мембрану.
С помощью продвинутых методов 3D-визуализации и микроскопии сверхвысокого разрешения было установлено, что эти структуры являются внутриклеточными клатрин/AP1-ассоциированными носителями.
"Замечательным открытием было то, что эти клатрин/AP1-ассоциированные рециклирующие носители могут частично сливаться с плазматической мембраной, а затем извлекаться и высвобождаться", — сказал Хэ Каньминь.
Молекулярная характеристика
Для характеристики молекулярных компонентов и свойств носителей команда провела скрининг на основе TIRF-микроскопии. Была идентифицирована серия белков, рекрутируемых на различных стадиях генерации, приближения, слияния и извлечения клатрин-ассоциированных рециклирующих носителей.
Кроме того, было показано, что эти носители генерируются из субдомена ранних эндосом, лишенных ретриверных комплексов.
Физиологическая роль
Отслеживая эндоцитарный рециклинг стимулированных агонистом β2-адренергических рецепторов из семейства GPCR и рецепторов эпидермального фактора роста из семейства рецепторных тирозинкиназ, исследователи выяснили, что эти клатрин-ассоциированные рециклирующие носители могут опосредовать быстрый рециклинг сигнальных рецепторов обратно к плазматической мембране.