Молекулярный путь слежения сообщает клеткам о низком уровне липидов

Исследователи из UT Southwestern открыли молекулярный путь, позволяющий клеткам чувствовать истощение запасов липидов, что запускает активность по предотвращению голодания. Результаты, опубликованные в Nature, могут в будущем привести к новым способам борьбы с метаболическими расстройствами и другими заболеваниями.

Липиды критически важны для снабжения энергией и как компоненты мембран и других клеточных структур. Обнаруженный механизм, по-видимому, позволяет клеткам универсально оценивать уровень липидов, не различая огромное разнообразие их типов.

Млекопитающие имеют десятки тысяч химически различных липидов — молекул из углеводородных цепей, наиболее богатых энергией в организме. В 1990-х Нобелевские лауреаты UT Southwestern Майкл Браун и Джозеф Голдстайн открыли первый путь сенсинга липидов — путь SREBP, регулирующий уровень холестерина через связывание стеролов. Однако для сенсинга множества других липидов, вероятно, существуют дополнительные механизмы.

В поисках общего механизма исследователи подвергли голоданию круглых червей Caenorhabditis elegans — модельный организм, имеющий общие гены с человеком. После 24 часов депривации пищи белок ядерный гормональный рецептор 49 (NHR-49) переместился из цитозоля в ядро, запустив каскад генной активности. Это привело к транспорту других белков к поверхности клетки для сбора питательных веществ извне.

Оказалось, что в сытых условиях NHR-49 удерживается белком RAB-11.1, относящимся к классу малых G-белков (открытых нобелевским лауреатом Альфредом Гилманом). При голодании RAB-11.1 высвобождает NHR-49, позволяя ему войти в ядро.

Дальнейшие эксперименты показали, что это высвобождение запускается отсутствием липида геранилгеранилпирофосфата. Поскольку клетки могут использовать почти любой липид в качестве исходного материала для его синтеза, его наличие служит универсальным сигналом приемлемого уровня липидов в клетках.

Предыдущие исследования других лабораторий показали, что компоненты этого пути активны при метаболических и сердечно-сосудистых заболеваниях, вирусных инфекциях, старении нервной системы и некоторых раках. Управление этим новым путем сенсинга липидов может в перспективе привести к новым методам лечения этих состояний.