Как клетки выбирают путь для переработки своего содержимого

Исследователи из Токийского медицинского и стоматологического университета (TMDU) определили новый молекулярный механизм активации альтернативной аутофагии — одного из способов, которым клетки удаляют дисфункциональное содержимое для поддержания баланса энергии в условиях стресса.

Ключевое открытие

В исследовании, опубликованном в Nature Communications, показано, что фосфорилирование белка Ulk1 по конкретному сайту (серину в позиции 746, p-Ulk1⁷⁴⁶) является критическим для запуска именно альтернативной, а не канонической аутофагии.

Ход исследования

• Учёные использовали эмбриональные фибробласты мышей (MEFs) с дефицитом белка Atg5, чтобы отключить каноническую аутофагию.
• Индукция альтернативной аутофагии проводилась с помощью этопозида (реагента, повреждающего ДНК).
• Методом масс-спектрометрии было обнаружено, что при воздействии этопозида Ulk1 фосфорилируется по Ser746.
• С помощью нового антитела к p-Ulk1⁷⁴⁶ установлено, что этот фосфорилированный белок локализуется в комплексе Гольджи — органелле, участвующей в альтернативной аутофагии.

Доказательство причинно-следственной связи

• Эксперименты с тандемным флуоресцентным белком (RFP-GFP) подтвердили, что фосфорилирование Ulk1 по Ser746 необходимо для образования аутофаголизосом (красной флуоресценции) при альтернативной аутофагии.
• Учёные выявили, что за это фосфорилирование отвечает киназа RIPK3 (receptor-interacting protein kinase 3): в клетках с дефицитом RIPK3 образование p-Ulk1⁷⁴⁶ и альтернативная аутофагия не происходили.
• При этом каноническая аутофагия не зависела от RIPK3 и p-Ulk1⁷⁴⁶, что указывает на специфичность механизма.

Значение работы

Как отмечает ведущий автор Шигэоми Шимизу, эти результаты проливают новый свет на то, как клетки регулируют сложный процесс аутофагии, и могут помочь понять роль альтернативной аутофагии как в нормальной физиологии, так и при заболеваниях.