Липидные капли играют неожиданную роль в развитии эмбриона

Новое исследование в Университете Рочестера раскрывает новую роль липидных капель и фундаментальный сдвиг в концепции баланса гистонов.

Гистоны — это белки, необходимые для сборки молекул ДНК в хромосомы. Долгое время считалось, что их количество должно быть строго сбалансировано: слишком мало гистонов приводит к повреждению ДНК, а слишком много — токсично для клетки. Новое исследование меняет эту концепцию и механизм, стоящий за ней.

Предыдущие исследования эмбрионов Drosophila показали, что огромное количество гистонов находится на липидных каплях — структурах, связанных с хранением жира. Хотя предполагалось, что липидные капли обеспечивают безопасное временное хранение гистонов, у учёных не было чётких доказательств этой идеи, и они не понимали, как гистоны прикрепляются к поверхности капель.

«Мы обнаружили, что липидные капли служат удерживающим пространством, делая гистоны доступными для формирования хромосом именно в тот момент, когда они нужны», — сказал доцент биологии Майкл Вельте. «Мы также выяснили, что при отсутствии связанных с липидными каплями гистонов в эмбрионе возникают проблемы со структурой хромосом, которые могут привести к гибели».

Вельте и его команда пришли к этим выводам, идентифицировав белок под названием «Джабба» как специфическую молекулу, которая закрепляет гистоны на поверхности липидных капель.

В исследовании также участвовали Чжихуань Ли в Рочестере, а также Катарина Тиль, Петер Тууль, Матиас Беллер и Рональд Кюнляйн в Германии. Их работа будет опубликована в следующем месяце в журнале Current Biology.

Гистоны, не связанные с ДНК, долгое время считались токсичными, что заставляло клетки их уничтожать. Работа Вельте демонстрирует, что связывание с липидными каплями защищает гистоны, одновременно сохраняя их для последующего использования в сборке хромосом.

Поскольку есть свидетельства, что гистоны и другие белки связаны с липидными каплями у различных организмов, включая человека, Вельте считает, что в будущем это может иметь медицинское значение.

«Мы показали, что липидные капли выполняют функцию, выходящую за рамки метаболизма жиров, и это поднимает возможность того, что в некоторых случаях хранение жира может быть полезным», — сказал Вельте. «Дополнительные липидные капли могут позволить секвестрировать больше токсичных белков, защищая таким образом организм».

Следующим шагом для Вельте и его лаборатории станет определение того, как Джабба прикрепляет гистоны к липидным каплям и как регулируется это связывание. Вельте также хочет выяснить, секвестрируются ли на каплях для будущего использования эмбрионом Drosophila белки, отличные от гистонов.