Ученые выяснили, как формируется и поддерживается молекулярная "сортировочная станция" в клетках

Клетки организма постоянно производят и обрабатывают вещества для поддержания метаболизма. Когда вещество поступает в клетку, оно окружается частью внешней мембраны, образуя пузырек (везикулу) — процесс, называемый эндоцитозом. Затем везикула сливается с эндосомой — органеллой, часто называемой "сортировочной станцией". Из эндосомы вещество либо возвращается к мембране, либо направляется в лизосому для деградации. Поскольку через эндосомы проходят как питательные вещества, так и патогены (например, вирусы), крайне важно понять молекулярные основы их формирования и поддержания.

Ранее считалось, что эндосомы формируются и поддерживаются за счет постоянного слияния с ними везикул, поступающих от клеточной мембраны. Однако новое исследование, опубликованное в Communications Biology группой ученых из Японии и Австрии под руководством профессора Джиро Тошимы из Токийского университета науки, утверждает, что для образования и поддержания эндосом критически важны везикулы, транспортируемые из аппарата Гольджи, а не из клеточной мембраны.

Ключевые эксперименты и выводы:

• Ученые использовали мутантные штаммы дрожжей с нарушенным процессом эндоцитоза. Несмотря на это, белок Rab5, опосредующий формирование эндосом, локализовался на них как обычно, и образование эндосом протекало нормально.
• При введении в клетки препаратов Brefeldin A и Monensin, ингибирующих транспорт везикул с определенными белками из Гольджи, количество Rab5 на эндосомах уменьшалось, что нарушало их формирование.
• Дальнейшие эксперименты показали, что определенные белки, резидентные или рекрутируемые в аппарат Гольджи, транспортируются оттуда к эндосомам, где они активируют Rab5 и запускают формирование эндосом. Удаление или деактивация генов, критичных для этого транспорта, влияет на образование эндосом.

Вывод: Эндоцитоз не является необходимым для формирования и поддержания эндосом, в отличие от транспорта везикул из транс-сети Гольджи (TGN).

"Наши результаты дают иной взгляд на формирование эндосом и идентифицируют TGN как критическую локацию для оптимального поддержания и функционирования эндосом", — говорит профессор Тошима.

Это открытие расширяет понимание одного из ключевых клеточных путей и может привести к лучшему пониманию молекулярной основы заболеваний, связанных с дефектными эндосомами, и разработке новых методов лечения.