Клетки используют механизм импорта также и для экспорта

В клеточной экономике маленькие пузырьки, везикулы, работают как контейнеровозы, перевозя грузы к клеточной мембране и обратно. Некоторые из них, пост-гольджиевские везикулы, экспортируют грузы, произведенные клеточной белковой фабрикой.

Считалось, что обратную функцию — импорт питательных веществ и белков — выполняют другие, похожие везикулы в рамках независимого процесса. Однако новое исследование с использованием точной микроскопии показало, что процессы не так независимы: некоторые молекулы работают с грузами, движущимися в обоих направлениях.

Исследователи Джйоти Джайсвал и Санфорд М. Саймон из Рокфеллеровского университета изучили самый распространенный процесс клеточного экспорта — конститутивный экзоцитоз. Ранее предполагалось, что он завершается полным слиянием везикулы с мембраной и высвобождением всего груза, в отличие от более избирательного процесса импорта (эндоцитоза). Однако в статье, опубликованной в журнале Cell, они показали, что ключевые молекулы, регулирующие эндоцитоз, такие как клатрин, динамин и актин, также работают и при экзоцитозе.

«В ретроспективе это имеет полный смысл, — говорит Джайсвал. — Но сначала мы думали, что ошибаемся, потому что они были определены как эндоцитические молекулы».

Исследователи использовали флуоресцентную микроскопию полного внутреннего отражения, которая позволяет фокусироваться именно на плоскости слияния везикулы и мембраны, минимизируя фоновый шум.

Впервые удалось наблюдать за отдельными пост-гольджиевскими везикулами в момент доставки груза. Это выявило неожиданное поведение:

• Самый распространенный способ доставки — это частичное слияние по принципу «поцелуй и беги», когда высвобождается не весь груз.
• Эксперименты с регулировкой уровня кальция показали, что он не влияет на конститутивный экзоцитоз пост-гольджиевских везикул (в отличие от везикул с нейромедиаторами).
• Ингибирование молекул клатрина, динамина или актина приводило к тому, что везикулы полностью сливались с мембраной и высвобождали весь груз, что оказалось аномалией, а не правилом.

Эксперименты демонстрируют, что клетки используют часть одного и того же молекулярного аппарата для импорта и экспорта грузов.

«Они используют одну и ту же машинерию для обоих процессов, — говорит Джайсвал. — Это стирает грань между эндоцитозом и экзоцитозом. Возможно, нам следует просто называть это мембранным трафиком».

Функция такой регуляции экзоцитоза пока неизвестна, и её дальнейшее изучение продолжается.

Источник: Cell 137(7): 1308—1319 (26 июня 2009) Exocytosis of Post-Golgi Vesicles Is Regulated by Components of the Endocytic Machinery; Jyoti K. Jaiswal, Victor M. Rivera and Sanford M. Simon. Предоставлено Рокфеллеровским университетом.