Клетки «дергают ручник» при нехватке кислорода

Исследователи из Университета Билефельда с международными коллегами обнаружили, как клетки экономят энергию в условиях гипоксии. Они намеренно замедляют секреторный путь — транспортный маршрут для высвобождения веществ (например, белков) наружу или в другие клеточные компартменты.

Ключевая роль NDRG3

Белок NDRG3 действует как сенсор для лактата, который накапливается при нехватке кислорода. Он вмешивается в транспорт между эндоплазматическим ретикулумом (ЭПР) и аппаратом Гольджи — «производственным» и «отгрузочным» отделами клетки.

«Мы показали, что NDRG3 специфически замедляет транспорт между ЭПР и Гольджи при гипоксии, — объясняет профессор Михаэль Шваке, последний автор исследования. — Это позволяет клетке экономить энергию, когда она работает в режиме пониженного энергопотребления».

Молекулярный механизм торможения

NDRG3 связывается с лактатом и, будучи «загруженным» им, взаимодействует с определенной формой синтаксина-5. Этот белок является частью SNARE-комплекса — системы мембранного слияния, которая перемещает транспортные везикулы. Связываясь с синтаксином-5, NDRG3 намеренно нарушает этот процесс и замедляет транспорт.

Если NDRG3 отсутствует, механизм торможения не срабатывает: клетки продолжают транспорт даже при дефиците кислорода.

Значение для медицины

Понимание этих процессов важно не только для клеточной биологии. «Некоторые заболевания, такие как мышечные расстройства и эпилепсии, связаны с нарушениями именно этих транспортных путей, — говорит Пиа Ферле. — Наши результаты могут в долгосрочной перспективе помочь объяснить, почему возникают такие болезни на молекулярном уровне».

Исследование объединяет две ранее разделенные области: клеточный ответ на гипоксию и накопление лактата, а также регуляцию белкового транспорта внутри клетки.