Скрытый страж клеточной смерти открывает новый уровень контроля

Исследование Дартмута открывает новые пути для понимания — и потенциального управления — тем, как клетки решают жить или умереть.

Учёные давно знали, что митохондрии — крошечные электростанции клетки — выполняют двойную функцию. Они помогают решить, когда клетка должна самоуничтожиться в процессе апоптоза, который удаляет повреждённые или опасные клетки и поддерживает здоровье организма. Иммунные нарушения возникают, когда клетки умирают слишком легко, а рак возникает и сохраняется, когда клетки отказываются умирать в нужный момент.

Как митохондрии контролируют клеточную смерть

Десятилетиями считалось, что ключевой сценарий апоптоза известен: митохондрии высвобождают белки, запускающие цепную реакцию разрушения клетки изнутри. Ключевые белки формируют поры во внешней мембране митохондрий, позволяя промоторам смерти выйти в цитоплазму.

Однако эта стройная картина игнорировала более глубокую загадку. Митохондрии устроены как вложенные камеры, и внутренняя мембрана — плотно свёрнутая и химически активная — содержит многие из тех самых молекул, которые запускают последовательность разрушения.

Неожиданная роль LACTB в апоптозе

Исследование Сукрута Камеркара, Генри Хиггса и их коллег, недавно опубликованное в Science Advances, проливает свет на то, как эти молекулы высвобождаются из внутренней мембраны — давний вопрос, остававшийся без ответа. Работа также поддержана Дартмутским онкологическим центром.

В исследовании учёные показали, что белок LACTB, ранее известный как супрессор опухолей, помогает ослабить или изменить форму внутренней мембраны митохондрий, позволяя «смертоносным» молекулам высвободиться. В лаборатории очищенный LACTB даже «разрезал» синтетические мембраны, имитирующие внутреннюю митохондриальную стенку.

Когда уровень LACTB в клетках снижали, клетки сопротивлялись апоптозу. Повышение уровня LACTB имело противоположный эффект, ускоряя программу клеточной смерти.

«Это открытие переосмысливает давнее предположение в клеточной биологии, — говорит Камеркар. — Внутренняя мембрана — не просто пассивный наблюдатель, а активный стражник в решении умереть».

Последствия для онкологии и будущих исследований

Исследование предполагает, что контроль жизни и смерти внутри клетки включает не только известные порообразующие белки на внешней мембране, но и второй уровень регуляции, скрытый глубже.

Многие раковые клетки известны своей способностью избегать апоптоза, что делает их устойчивыми к лечению. Нацеливаясь на LACTB или его липидное окружение с помощью лекарств, можно потенциально восстановить механизм самоуничтожения и сделать раковые клетки более уязвимыми. И наоборот, снижение активности LACTB может помочь при заболеваниях, где клетки умирают слишком быстро, например, при некоторых нейродегенеративных расстройствах.

Дальнейшая работа Камеркара и Хиггса изучает вариации влияния LACTB на апоптоз и метаболические процессы в различных типах рака, чтобы понять, могут ли определённые виды рака быть особенно восприимчивы к манипуляциям с активностью LACTB.