Клетки в стрессе попадают в молекулярные «пробки», запуская путь к самоуничтожению

При высоком уровне стресса (например, от избытка УФ-излучения) рибосомы внутри клетки сталкиваются, создавая «пробки». Учёные из Университета Джонса Хопкинса обнаружили белок ZAK, который распознаёт эту проблему и направляет клетку по пути к запрограммированной гибели.

Молекулярное понимание этого пути может привести к методам контроля его исхода. Исследование опубликовано 30 июня 2020 года в журнале Cell.

• Проблема: Рибосома движется по матричной РНК (мРНК), декодируя её для синтеза белка. При стрессе и повреждении мРНК рибосомы не могут пройти по ней до конца и сталкиваются друг с другом. Это приводит к производству неполноценных белков.
• Опасность: «Неполные белки агрегируют и вызывают болезни», — говорит профессор Рэйчел Грин. Клетке необходимо остановить их производство.
• Клеточный ответ: При умеренном количестве столкновений клетка часто запускает интегрированный стрессовый ответ, позволяющий выжить. При серьёзных «пробках» активируется риботоксический стрессовый ответ, ведущий к гибели клетки.
• Ключевое открытие: Учёные, используя антибиотик, блокирующий движение рибосом, в культуре клеток млекопитающих обнаружили, что белок ZAK (из семейства MAP3K) связывается со сталкивающимися рибосомами и активируется, играя критическую роль в оценке «дорожной» ситуации.
• Перспективы: Планируются исследования для точного определения места связывания ZAK с рибосомами с помощью криоэлектронной микроскопии. Путь, опосредованный ZAK, может стать мишенью для лекарств, изменяющих судьбу клеток при стрессе в норме и при болезнях.