Выявлен ключевой механизм адаптации роста клеток к изменениям среды

Исследователи из Вюрцбурга определили, как клетки быстро адаптируют свой рост к изменяющимся условиям окружающей среды. Результаты опубликованы в журнале Cell Reports.

Рибосомы как белковые фабрики

Для роста клеткам необходимо производить множество новых белков. Этот процесс происходит в специализированных фабриках — рибосомах. В каждой человеческой клетке до 10 миллионов рибосом.

Производство и поддержание рибосом — самый энергозатратный процесс в клетке, на который может уходить до 50% клеточного энергетического резерва.

Центральный командный центр — mTORC1

Клетка непрерывно отслеживает доступность питательных веществ. Центральным командным пунктом в этом процессе служит сигнальный комплекс mTORC1 — своего рода "датчик питательных веществ" клетки.

На основе поступающей информации mTORC1 координирует клеточный ответ на изменения среды и контролирует производство рибосомальных белков.

Ключевая роль белка LARP1

Исследователи показали, что mTORC1 использует помощь белка LARP1. При дефиците питательных веществ mTORC1 влияет на LARP1 таким образом, что тот связывается с сигнальной последовательностью в начале мРНК всех рибосомальных белков. Это приводит к снижению производства белков.

мРНК — это переносчики "чертежей" для белков из ядра клетки к рибосомам.

Постоянное поддержание базового запаса

Хотя производство рибосомальных белков снижается до минимума, оно никогда не прекращается полностью. Это позволяет клетке в любой момент начать производить рибосомы в больших количествах и быстро реагировать на изменения, переключаясь между режимами роста и энергосбережения.

Даже в неблагоприятных условиях клетка поддерживает определённый базовый запас мРНК рибосомальных белков.

Связь с онкологическими заболеваниями

Белок LARP1 и сигнальная сеть вокруг mTORC1 часто нарушены при различных типах рака, поскольку они находятся в центре принятия решения о начале или остановке роста клетки.