Ферменты-сенсоры питательных веществ — ключ к выживанию новорождённых млекопитающих

Исследователи из Института Уайтхеда обнаружили, что семейство ферментов-сенсоров питательных веществ, Rag GTPases, модулирует активность белкового комплекса mTORC1. Ингибирование mTORC1 необходимо для запуска аутофагии и выживания новорождённых млекопитающих в условиях голодания. Работа опубликована в журнале Nature.

Роль Rag GTPases и mTORC1 в ответе на голод

• В норме у новорождённых мышей в отсутствие питательных веществ фермент RagA деактивируется.
• Это выключает путь mTORC1 (mechanistic target of rapamycin complex 1), что запускает аутофагию — процесс контролируемого расщепления внутренних энергетических ресурсов для преодоления голода.

Эксперимент с генетически модифицированными мышами

Учёные создали мышей, у которых RagA была постоянно активна (застряла в положении «включено»).

Результат:

• Несмотря на отсутствие пищи после рождения, mTORC1 у таких мышей оставался активным.
• Аутофагия не запускалась.
• У животных развивался острый энергетический и нутритивный кризис, и все они погибали в течение нескольких часов после рождения.

Новое понимание функции RagA

Ранее было известно, что RagA действует как сенсор аминокислот в культурах клеток (in vitro). Новое исследование in vivo показало:

• У голодающих мышей с постоянно активным RagA были снижены не только уровни аминокислот, но и опасно низкий уровень глюкозы.
• Организм не «чувствовал» этого дефицита и не запускал адаптационный ответ.
• Отсутствовала резервная система регуляции этого пути, независимая от RagA.

Вывод: RagA выступает в роли более глобального сенсора питательных веществ (включая глюкозу), а не только аминокислот. Это открытие указывает на то, что клеточная биология нутриентного сенсинга изучена ещё не полностью.