Новое исследование раскрывает, как голодающие клетки захватывают транспортные станции белков

Исследование показывает, как клетки, лишённые питательных веществ, перенаправляют транспортные станции белков в центры клеточной переработки для разрушения. Это демонстрирует новый подход, который клетки используют в стрессовых условиях.

Новые белки, предназначенные для выхода из клетки, производятся на эндоплазматическом ретикулуме (ЭПР). Выросты на ЭПР, называемые сайтами выхода из ЭПР, служат транспортными станциями, собирая эти белки и доставляя их дальше.

В последние годы учёные обнаружили, что эти сайты также помогают доставлять клеточный материал и неправильно свёрнутые белки в лизосомы и служат платформой для репликации вирусов, включая COVID-19. Возник вопрос, как одна структура может выполнять столь разные функции.

В новом исследовании, опубликованном в Developmental Cell, учёные использовали суперразрешающую визуализацию живых клеток и объёмную электронную микроскопию, чтобы изучить влияние недостатка питательных веществ на сайты выхода из ЭПР.

Команда обнаружила, что стресс запускает серию взаимодействий молекул, которые направляют сайты выхода из ЭПР в лизосомы для уничтожения. Это может быть новым путём, с помощью которого клетка высвобождает аминокислоты, необходимые для синтеза белков внутри неё.

Как это происходит:

1. Запуск: Голодание клеток вызывает выброс кальция из лизосом.
2. Маркировка: Это приводит к рекрутированию фермента ALG2 на сайты выхода из ЭПР, где он связывается со структурой COPII.
3. Сигнал к утилизации: Связь ALG2-COPII запускает процесс убиквитинирования. Белок на лизосоме, участвующий в захвате материала, распознаёт убиквитин и направляет сайт выхода из ЭПР к лизосоме.
4. Поглощение: На лизосоме ALG2 связывается с белком ALIX, который взаимодействует с комплексом ESCRT на поверхности лизосомы. Это заставляет сайт выхода из ЭПР и лизосому сближаться, пока сайт не будет поглощён.

Процесс был также воссоздан в искусственной системе, что подтвердило взаимодействие всех компонентов.

Эта работа описывает новый клеточный путь борьбы со стрессом. Понимание этого механизма может помочь в изучении старения клеток и организмов, а также пролить свет на другие процессы с участием сайтов выхода из ЭПР, включая нестандартный путь выхода вирусов из клетки через лизосомы, что может помочь в разработке новых методов лечения.