Исследователи показали, как клетки открывают «двери» для высвобождения нейромедиаторов

Исследователи из Корнеллского университета пролили новый свет на процесс экзоцитоза — высвобождения клетками таких веществ, как нейромедиаторы и гормоны. Они сфокусировались на моменте открытия «дверей» в клеточной стенке.

Работа, опубликованная 11 октября в Proceedings of the National Academy of Sciences, под руководством профессора Манфреда Линдау использовала комбинацию молекулярной биологии, электрофизиологии, микроскопии и микрофабрикованных электрохимических сенсоров для изучения экзоцитоза норадреналина в хромаффинных клетках.

Ключевой момент процесса — открытие поры слияния (fusion pore), соединяющей внутренность везикулы (пузырька с веществом) с внешней средой клетки.

Роль белков SNARE

• Высвобождение нейромедиатора регулируется набором белков SNARE.
• Белок синаптобревин, расположенный на мембране везикулы, связывается с белками синтаксин и SNAP-25 на плазматической мембране клетки.
• Считается, что вместе эти белки открывают пору слияния при стимуляции клетки.

Новое открытие механизма

Используя генетически модифицированные эмбрионы мышей и вирусы с изменёнными версиями синаптобревина, команда обнаружила:

• При стимуляции клетки тот конец синаптобревина, который закреплён в мембране везикулы, погружается в неё глубже.
• Это движение временно меняет структуру мембраны и позволяет открыться поре слияния.
• Ранее считалось, что пора слияния образуется косвенным воздействием белков SNARE на липиды мембраны. Эксперименты Линдау показали, что именно мембранный компонент синаптобревина является активной частью молекулярной наномашины, формирующей пору.

Для дальнейшей визуализации деталей этого процесса Манфред Линдау работает в Оксфордском университете с профессором Марком Сэнсом над молекулярной динамикой и компьютерным моделированием белков SNARE и экзоцитоза.