Выяснен механизм образования новых мембран при гаметогенезе

Исследователи из Университета Цукубы детально изучили гаметогенез у почкующихся дрожжей — процесс, включающий мейоз и образование спор, — с помощью методов прижизненной визуализации. Их результаты показывают, что во время споруляции происходит ремоделирование сайтов выхода из эндоплазматического ретикулума (ER exit sites), которые являются стартовыми точками секреторного пути. Это ремоделирование позволяет клеткам эффективно транспортировать белки и мембранные липиды, способствуя формированию новых споровых мембран.

Статья с описанием исследования опубликована в журнале iScience.

У почкующихся дрожжей споры образуются внутри диплоидных клеток. В этом процессе структуры новых мембран формируются de novo в цитозоле, инкапсулируя мейотические гаплоидные ядра для производства спор. Однако точный механизм образования этих новых мембранных структур оставался неясным.

Наблюдения с помощью прижизненной визуализации показали, что, хотя количество сайтов выхода из ЭПР и аппарата Гольджи снижается, они заново собираются во время споруляции. Кроме того, был идентифицирован Gip1 — мейоз-специфичная субъединица протеинфосфатазы 1-го типа — как ключевая молекула, влияющая на этот регуляторный механизм.

В клетках с дефицитом Gip1 секреторный путь не мог быть точно локализован из-за дефектов в регенерации сайтов выхода из ЭПР, что приводило к формированию аномальных плазматических мембран спор. Это указывает на то, что клетки эффективно транспортируют мембранные липиды и производят новые клеточные мембраны, реорганизуя пути мембранного трафика во время споруляции.

Результаты исследования имеют важное значение для здоровья человека, поскольку многие заболевания, связанные с гаметогенезом и оплодотворением, вызваны аномалиями внутриклеточного мембранного трафика. Эти открытия могут потенциально улучшить текущее понимание, диагностику и лечение связанных патогенных механизмов.