Новые данные о роли эйзосом как строительных блоков мембраны у грибов

Красная плесень Neurospora crassa относится к группе сумчатых грибов и служит исследователям распространённым модельным организмом, позволяющим сравнительно просто анализировать генетическую информацию и связанные с ней функции. Гриб изучается десятилетиями, а его геном, содержащий около 10 000 генов, был полностью расшифрован в начале XXI века. Однако даже у этого интенсивно изучаемого организма есть малоизученные компоненты, включая так называемые эйзосомы — белковые структуры в клеточных мембранах мицелиальных грибов, дрожжей и водорослей, чьи функции всё ещё в значительной степени неясны.

На примере этой плесени исследовательской группе из Ботанического института Кильского университета удалось идентифицировать ключевые строительные блоки структуры эйзосом и различные связанные с ними белки. Работа даёт первые подсказки о возможном участии эйзосом в различных клеточных процессах. Результаты недавно опубликованы в журнале Frontiers in Microbiology.

Состав эйзосом

Живые клетки окружены барьером — плазматической или клеточной мембраной. Эта сложная система выполняет различные центральные функции, включая пространственное и временное разделение биохимических процессов внутри и снаружи клеток. В этой системе эйзосомы представляют собой малоизученный компонент, состоящий из различных ранее неизвестных белков. Чтобы идентифицировать их строительные блоки, команда использовала метод маркировки белков, ассоциированных с эйзосомами, с последующей идентификацией с помощью масс-спектрометрии.

Аспиранту Цинь Яну удалось описать в общей сложности шесть различных компонентов эйзосом и пять других белков в N. crassa, которые пространственно и временно связаны с эйзосомами. Эти результаты также позволили учёным показать отличия от эйзосом других организмов. «Определённые белки, известные у дрожжей, не обнаружены у этого гриба. С другой стороны, N. crassa содержит ранее неизвестные специфические белки, например, так называемую глюкозамин-фруктозо-6-фосфат-аминотрансферазу», — говорит профессор Франк Кемпкен.

Структурная модель эйзосом

После определения основных компонентов эйзосом кильские исследователи использовали подход белкового моделирования и биоинформатический анализ для создания структурной модели эйзосом для N. crassa. Эта теоретическая пространственная модель должна в будущем позволить больше узнать об их функциях. «Мы предполагаем, что эйзосомы участвуют в различных клеточных механизмах. Возможно, они вносят вклад в формирование клеточной стенки или определённые сигнальные и транспортные процессы в грибковых клетках», — говорит Кемпкен.

Новые данные позволяют предположить, что из-за потенциального участия в разнообразных клеточных процессах эйзосомы служат организационными центрами в плазматической мембране. Более того, они, по-видимому, не образуют замкнутую структуру, а состоят из сложного взаимодействия групп белков и независимых белковых компонентов. Исследователи надеются, что их моделирование белков эйзосом вдохновит на дальнейшее изучение этих мембранных компонентов и в конечном итоге позволит выяснить их функциональную роль у грибов и других организмов.